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随着配合物研究的不断发展,它们纷繁多变的结构及众多的过渡金属中心激起人们探索它们作为绿色反应催化剂的兴趣。配合物拥有许多潜在的优势:复杂的电子结构,多个金属中心,大小各异的孔洞结构,有机配体对金属离子的稳定作用等。这些都对其作为催化剂提供了有利条件。 本论文以含氮杂环的有机化合物为配体,合成了一系列过渡金属配合物,并系统研究了它们合成、结构和催化等性能。还对比性的研究了一系列过渡金属配位聚合物在以双氧水(H2O2,30%W/W)为氧化剂的氧化还原反应中的催化活性,并对催化结果进行详细探讨,总结出一些规律性的结论。 首先,我们系统研究了以上含变价过渡金属配合物在苯酚羟化反应中的催化性能。在温度较低的绿色反应条件下,我们以水为溶剂、过氧化氢(30%W/W)为氧化剂进行了一系列实验,结果表明含Mn(Ⅱ)离子的配位聚合物(1)在该反应中表现出来良好的催化活性,并对产物对苯二酚有良好的选择性,苯酚的最高转化率达到86%,对苯二酚的选择性达到76%。而含有Fe(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)离子的配位聚合物(12)、(5)、(9)却对邻苯二酚有很好的选择性,以它们为催化剂时,苯酚的最高产率依次是:68%,52%,43%;对邻苯二酚的选择性依次是:69%,59%,53%。结果表明:结构相似、中心金属离子不同的配位化合物在该反应中表现出的催化活性差别很大,中心金属离子相同、结构不同的配位化合物也具有不同的催化活性,这说明配位化合物在苯酚羟化反应中的催化活性与其金属中心离子和空间立体结构都有很大关系。 在苯甲醇氧化实验中,我们系统研究了不同条件下反应物苯甲醇和产物苯甲醛含量的变化,发现在苯甲醇-过氧化氢反应体系中,水是最佳溶剂,在适合的反应温度下,含Co(Ⅱ)离子的超分子配合物(2)可以有效地催化氧化苯甲醇,苯甲醇的转化率是55%,苯甲醛的选择性是71%。另外,不含变价金属中心的配合物在该反应中基本没有活性,比如含Zn(Ⅱ)离子的配合物(3)、(4)。但同样不含变价金属中心的二茂铁配合物作为催化剂在苯甲醇催化氧化反应中却表现出一定的活性,这可能是配体二茂铁中的Fe(Ⅱ)离子在起作用。 我们还系统地研究了这些配位化合物在苯乙烯氧化、对甲基苯酚氧化、甲苯氧化