邀好友领红包

北方伟业计量集团有限公司

  • 
/标准样品生产认可证书
  • CNAS实验室认可证书
  • 
定级证书
  • 豫南检测资质认定证书
  • 质量管理体系认证证书
  • 伟业计量高企认证证书
  • 中国计量测试学会合作单位

NH_2-MIL-53(Al)的脯氨酸后合成改性及催化性能

大C-会员头像-m.cellulartx.com
大C 0 1296 2022-01-12
【摘要】以三吡咯烷基溴化六氟磷酸盐(PyBrop)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)为缩合剂,脯氨酸的羧基-COOH与金属有机骨架NH2-MIL-53(Al)的自由的-NH2缩合脱水生成酰胺,将脯氨酸接枝到NH2-MIL-53(Al)上制备了催化剂NH2-MIL-53(Al)-Pr(CA)。采用多晶X-射线衍射、红外光谱、热重、氢核磁共振光谱、N2低温物理吸附和扫描电镜对合成的催化剂进行了系统表征,并研究了NH2-MIL-53(Al)-Pr(CA)在羟醛缩合(Aldol)反应中的催化性能。结果表明:NH2-MIL-53(Al)-Pr(CA)在苯甲醛和丙酮Aldol反应中显示出了较好的催化活性和较高的选择性。采用二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂时,30℃反应72h,苯甲醛的转化率和4-羟基-4-苯基-2-丁酮的选择性分别为95.3%和99%。NH2-MIL-53(Al)-Pr(CA)可以循环使用3次,产物4-羟基-4-苯基-2-丁酮的选择性基本保持不变。
  • 羟醛缩合(Aldol)反应是有机合成中最有效的C—C键形成反应之一,广泛应用于有机合成、手性药物、功能材料等,是近年来催化研究的热点之一。自从List等发现L-脯氨酸可以用于催化分子间的Aldol反应,并具有较好的产率和对映体选择性后,有机小分子催化剂脯氨酸及其衍生物引起了越来越多国内外催化学者的关注。Chen等开发了一系列含有两个酰胺基团的脯氨酸基二肽有机催化剂,并发现其在醛和环己酮的Aldol反应中具有较高的产率(最高达99%)和对映体选择性(高达98%ee)。郑吉富等采用N-苄氧羰基-(S)-脯氨酸和5-(1-氨基乙基)四氮唑为原料合成了有机催化剂(S,S)-5-(1-脯氨酰胺基乙基)四氮唑,并将其用于催化丙酮和含吸电子基的芳香醛(4-硝基苯甲醛)的不对称直接Aldol反应。在室温条件下,催化剂表现出良好的催化活性(4-(羟基苯基)丁烷-2-酮的产率68%,ee值最高可达96%)。Wang等同样发现脯氨酸-丙戊醇硫酰胺对醛酮Aldol反应具有较好的催化活性和对映体选择性,且对反应原料具有较好的适应性。

    L-脯氨酸及其衍生物虽然具有催化效果好、结构简单、反应条件温和、对环境友好、且在反应过程中不需要对反应底物进行修饰等优点,但是脯氨酸难以回收再用,且用量较大(摩尔分数30%),成本较高。解决催化剂循环使用问题的有效方法是通过配体修饰方法将脯氨酸及其衍生物嫁接到其它载体上,制备具有高催化活性、高选择性且可以重复使用的新型多相催化剂。金属有机骨架(Metal-OrganicFrameworks,MOFs)是一族新型的多孔材料。它是由金属离子或金属簇与有机配体桥联形成的1D、2D或3D配位聚合物。有机配体主要由一些芳香体系的刚性有机配体组成,如芳香多羧酸、联吡啶和多氮类杂环化合物及其衍生物。

    金属元素包括碱金属、碱土金属、主族金属和几乎所有的过渡金属。MOFs由于具有规则的孔道结构、较大的比表面积和孔体积、易于调变的物理化学性质等,使得MOFs在诸多领域展现出潜在的应用价值。以前人们主要关注MOFs的高比表面积,其应用主要集中在气体的吸附和储存。近几年人们发现MOFs在催化、光学材料、药物输送等方面都具有潜在的应用前景。但是很多时候,MOFs并不能直接应用于这些领域,需要对MOFs进行共价键后合成改性,通过有机反应将某些官能团引入特定的MOFs中,实现MOFs的功能化。

    Yang等采用乙二醛和CuI对IRMOF-3后合成修饰制备催化剂IRMOF-3-GI-CuI,其在醛、炔和胺三组分偶联反应中表现出了较高的催化活性和稳定性。Liu等采用2-吡啶甲醛和CuI对IRMOF-3后合成共价改性制备了催化剂IRMOF-3-PC-CuI。Lian等采用2,3-吡啶二羧酸酐和Eu(NO3)3·6H2O对MIL-125(Ti)-NH2后合成共价改性制备了MIL-125(Ti)-AM-Eu,其可以在紫外线作用下将ɑ-苯乙醇催化氧化为苯乙酮。Férey教授课题组开发了MIL-n(MIL代表MaterialofInstitutLavoisier)系列MOFs材料,MIL-n具有耐高温、耐溶剂等优良性质,其中NH2-MIL-53(Al)是MIL-n家族的一个典型代表,是由2-氨基对苯二甲酸和Al(NO3)3·9H2O水热法自组装形成的3D孔道结构的配位聚合物。

    NH2-MIL-53(Al)的配体2-氨基对苯二甲酸上的—NH2是自由的,—NH2很容易与酸酐、羧酸和醛基发生反应,这为进行一定的有机官能团转换,引入其它有机官能团提供了条件。本文选用脯氨酸对NH2-MIL-53(Al)进行后合成共价改性,利用氨基和羧基脱水缩合生成酰胺,将脯氨酸接枝到NH2-MIL-53(Al)上。对催化剂NH2-MIL-53(Al)-Pr(CA)进行了系统表征,研究了其在苯甲醛和丙酮Aldol反应中的催化活性和选择性。考察了反应溶剂、反应温度和反应时间对苯甲醛的转化率和产物选择性的影响,考察了NH2-MIL-53(Al)-Pr(CA)的稳定性和循环使用性能。

     


    声明:本文所用图片、文字来源《食品科学》,版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题,请与本网联系删除。

下载文档到电脑,使用更方便

300 积分

下载论文
请告知您的电话号码,我们将立即回电

通话对您免费,请放心接听

温馨提示:

1.手机直接输入,座机前请加区号 如13803766220,010-58103678

2.我们将根据您提供的电话号码,立即回电,请注意接听

3.因为您是被叫方,通话对您免费,请放心接听

请设置您的密码:
分享到微信
Baidu
map