新型烷烃脱氢金属有机催化剂的设计、合成和应用文献综述

 2023-01-17 11:01

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

随着化学工业的快速发展,烯烃类原料凭借其广泛的应用价值,如精细化学品、药物合成中间体、高分子材料、润滑油等,在化工产业中占有着举足轻重的地位。由于烷烃类来源广泛,廉价易得,因此通过烷烃脱氢来制备烯烃,是最简洁最有吸引力的一种制备方法。因此寻找高效率、高选择性的碳氢键活化及催化脱氢的方法是目前金属有机化学的一个重要的研究方向,其中研究的热点是以络合物配体为基础的催化体系用于催化转移脱氢反应。

非均相脱氢是目前工业上大规模使用的催化烷烃脱氢制备烯烃的方法。例如,苯乙烯、乙烯、丙烯都可以由其对应的低分子量烷烃制得。但这些反应需要在非常高的温度在下进行(500-900℃),反应过程中会发生碳碳键的断裂和烯烃的异构化,因而反映的选择性差,只能用来制备简单的烯烃。

与此同时,可以在温和的条件下催化反应的可溶性均相烷烃脱氢催化剂也被报道了出来,而之后出现的铱金属-配体络合物是目前为止活性最好的均相催化剂。

图一中显示了两种活性良好的铱络合物催化剂,其中铱二磷化氢(叔丁基PCP)络合物由Jensen,Kaska和Goldman发现,而二磷化氢(叔丁基POCOP)为Brokhart小组研究所得。

这类铱金属络合物可以在很温和的条件下(100-200℃)催化烷烃的脱氢转移反应,一般条件下,反应需要一个氢受体接受脱下的氢,或者反应体系可以使产生的氢气迅速逸出,从而使脱氢反应顺利向右进行。相比于传统的非均相催化系统,铱络合物催化剂的化学选择性很高,反应过程中不发现碳碳键的断裂。更值得注意的是,这些络合物的催化正烷烃、正烷基侧链的目标位置具有高度的区域选择性。除此之外,铱络合物还可以用来催化胺类,醇类,聚烯烃的脱氢反应。

1979年Crabtree等第一次报道了利用阳离子铱复合物(IrH2(acetone)2L2),1,(L = PPh3)催化的化学计量的烷烃脱氢反应。这是一个非均相的催化剂。

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