新型磁性纳米材料的合成及其在有机合成中的应用

【摘要】绿色化学和可持续化学近年来成为化学研究的热点。因为纳米材料(NPs)具有较高的催化活性，因此被广泛用于有机反应中。纳米材料具有良好的分散效果、高催化性和高选择性，使其成为连接均相催化剂和异相催化剂的桥梁，但由于纳米材料回收困难，使其很难应用到工业生产中，因此磁性纳米材料(MNPs)的良好分离效果受到了广泛的关注。MNPs不仅绿色对环境友好而且回收效果较好，相比传统的分离手段(如：过滤和萃取)磁性纳米材料的分离简单，只需在反应容器外部用磁铁便可分离。之后经过简单的洗涤便可重复使用，催化剂依然保持较高的活性。我们以新型磁性纳米材料[CoFe2O4@SiO2-PrNH2-PMo]为催化剂，以环氧化物为原料，以双氧水的乙醚溶液为氧化剂，环氧化物开环反应得到β-羟基过氧化物(HHPS)。该磁性纳米材料易于分离、便于回收循环利用。在有机合成中使用过氧化氢直接构建过氧键是长久以来最具挑战性的研究目标之一。过氧化氢参与的环氧化物开环反应是制备HHPS的一个重要方法。[CoFe2O4@SiO2-PrNH2-PMo]作为催化剂，可以很容易地催化β-羟基过氧化物转化为相应的1,2,4-三恶烷。我们以纳米材料负载三氯化铝[Al-IL-SiO2@γ-Fe2O3]为催化剂，以β-二酮化合物和一系列的醇类化合物为原料，在室温下反应，得到相应的β-酮烯醇醚化合物，收率较高。该磁性纳米催化剂被证明是有效的并且具有较高的催化活性，此外，该催化剂易于用磁铁分离回收和再循环利用。吡咯类化合物是有机合成中一类重要的中间体，也是自然药物和染料中常用到的原料之一。我们首先制备了一种磁性纳米材料[γ-Fe2O3@SiO2-Sb-IL]作为催化剂，以2,5-二甲氧基四氢呋喃和一系列的芳香胺为底物，在水溶液中回流反应，得到相应的吡咯类化合物，产率较高。磁性纳米材料对于催化合成吡咯类化合物具有较高的催化活性，并且磁性纳米材料的诸多优点如：制备简单、便于与产物分离、可循环利用等，都使得磁性纳米材料的广泛应用于有机合成中成为可能。
【作者】李培贺；
【导师】张占辉；
【作者基本信息】河北师范大学，有机化学，2014，硕士
【关键词】磁性纳米材料；负载催化剂；β-羟基过氧化物；β-酮烯醇醚化合物；吡咯类化合物；

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