噻唑盐—石墨烯共价嫁接催化剂的制备及其催化偶姻合成研究

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偶姻化合物是一类具有邻羟基酮结构的有机化合物,是一系列化合物的总称。常见的偶姻化合物包括苯偶姻(二苯乙醇酮)、乙偶姻(3-羟基-2-丁酮)、丙偶姻(4-羟基-3-己酮)、3-羟基-2-戊酮和2-羟基-3-戊酮等。偶姻化合物作为重要的化学产品,用途十分广泛,主要可以作为食品香料、药物中间体和光敏剂材料等。传统偶姻化合物的合成方法存在产率低、合成工艺复杂、环境污染严重及操作危险系数大等问题,因此研究开发具有绿色、安全、高效的合成工艺具有重要应用价值。本论文以石墨烯为载体,通过重氮化反应在石墨烯载体上嫁接苯环,得到苯环修饰石墨烯(以G-Ph表示);通过氯甲基化反应在修饰苯环上或石墨烯边缘引入氯甲基基团,得到氯甲基化产物(以G-PhCH2Cl表示);G-PhCH2Cl与5-(2-羟基乙基)-4-甲基噻唑反应得到以石墨烯共价嫁接催化剂(以G-PhCH2-Th表示,其中Th代表5-(2-羟基乙基)-4-甲基噻唑)。应用FTIR、XPS、Raman等检测分析G-Ph、G-PhCH2Cl和G-PhCH2-Th结构,结果表明噻唑盐以共价键形式嫁接于石墨烯载体。通过条件优化制备得到G-PhCH2-Th催化剂负载活性组分含量最高可达17%。G-PhCH2-Th催化苯甲醛安息香缩合反应合成苯偶姻研究表明,催化剂与苯甲醛质量比为8:200、反应温度120℃、反应p H为10的条件下反应10 h可得到收率为25.27%的苯偶姻。反应结束后,抽滤反应混合液,得到的固体通过洗涤、干燥等回收得到催化剂G-PhCH2-Th。回收的催化苯甲醛安息香缩合反应,苯偶姻产率可稳定在15%,循环反应五次后,催化剂仍然保留较好催化活性,表现出较好的循环性能。
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