多金属氧酸盐(简称多酸,POM)由于其特殊的结构和物理化学性质,使得其在生物医学、储能材料、超分子化学、催化领域有重要的应用。POM的结构中含有不同价态的原子组合,能够进行多电子氧化还原转换反应,在催化领域中占据重要地位,它们既是超强的质子酸,也可以作为强氧化剂,甚至是具有氧化和还原双功能的催化剂。未被修饰的多酸在催化过程中具有在有机溶剂中溶解性不好、稳定性差、回收困难、催化剂孔径和比表面积小等问题,为了解决POM在催化过程中的缺陷,寻找合适的改性手段去修饰POM获得易于回收、催化性能更好的催化剂具有重要的研究价值。苯甲醛(BzH)是一种重要的化工中间体,传统的苯甲醛制备工艺包含苄基氯水解法和甲苯氧化法。苄基氯水解法无法避免氯在苯甲醛产品中的残留,而甲苯氧化法反应选择性差。为了解决氯残留和低选择性问题,选择合适的反应原料高选择性地制备苯甲醛是一个技术挑战。二苯甲酮衍生物具有重要的医药价值,同时具有优异的光学性质,被广泛地应用在光学器件和光聚合反应中,催生了大量的关于二苯甲酮衍生物合成方法学的研究。对氨基二苯甲酮衍生物(p-ABPs)由于其结构中含有氨基,其氨基可以继续修饰获得结构复杂、应用更广泛的含二苯甲酮结构的衍生物。相比于其他二苯甲酮衍生物的合成,对氨基二苯甲酮的合成难度更高。探索含氨基二苯甲酮衍生物的合成具有重要的意义。为解决上述所面对的科学问题,本论文利用香豆素表面活性剂对多金属氧酸盐进行修饰,制备了两种新型的含有刚性结构的多酸,并将其应用在苯甲醇选择性催化氧化反应中,在以空气为氧化剂的条件下,获得了优异的催化效果,苯甲醇的转化率大于98%,苯甲醛的选择性为100%。并以此为基础,通过一锅法开发了以苯甲醇衍生物和苯胺衍生物为原料合成对氨基二苯甲酮的新方法。反应过程中不需要对氨基进行保护,反应条件温和、简单,反应选择性高,有良好的官能团耐受性。具体内容如下:1.合成了含有香豆素结构单元的阳离子表面活性剂分子,通过阳离子表面活性和未被修饰的多酸的反荷离子之间的离子交换作用,制备了两种含有不同数目香豆素表面活性剂。利用核磁、红外、热重、元素分析、X-射线粉末衍射,扫描电镜等技术对其结构进行表征。2.将制备的两种不同结构的香豆素表面活性剂修饰的多酸应用于苯甲醇的选择性催化氧化反应中,探讨了反应的最佳条件,筛选出催化效果更好的催化剂。通过探究催化剂和反应物之间的吸附动力学、对比不同催化剂的比表面积和孔径,揭示了催化剂催化效果差异的原因。实验结果表明,在多酸中引入含有刚性结构的香豆素表面活性剂,其比表面积和孔径均大于未被修饰的多酸,同时也远大于类似方法采用小分子表面活性剂修饰的同类型的多酸的比表面积和孔径。3.将电化学引入到催化剂的活性研究中,探讨了未被修饰的多酸和香豆素表面活性剂修饰后的多酸在循环伏安响应曲线(CVs)中的异同,进一步解释了导致催化剂催化活性差异的原因,同时也揭示了香豆素表面活性剂修饰后的多酸的扩散过程是表面控制过程。4.在延续苯甲醇选择性催化氧化的基础研究上,以苯甲醇和未进行氨基保护的苯胺为原料,在催化剂的作用下,一步法制备了对氨基二苯甲酮,并以此为模板反应,合成了一系列含有不同官能团的对氨基二苯甲酮衍生物。反应结果表明,该反应条件温和、绿色、官能团耐受性好。同时,通过设计不同的对照实验,提出了可能的反应机理。5.含有香豆素功能基团的分子在紫外光下具有光响应性质,能够发生光二聚反应,通过紫外光照实验证实了香豆素表面活性剂修饰的多酸的光二聚行为,表明该类新型的催化剂将有望实现均相催化,非均相分离。