高分子金属配合物催化剂的合成(合成化学报告)
铬(Ⅲ)配合物的合成、晶体结构及性质研究的开题报告
铬（Ⅲ）配合物的合成、晶体结构及性质研究的开题报告一、研究背景铬（Ⅲ）是一种非常重要的金属元素，具有许多重要的应用和广泛的用途。
铬（Ⅲ）配合物是有机化学、材料科学和生物化学等领域的重要研究方向。
铬（Ⅲ）配合物具有许多独特的性质和应用，如：生物学活性、阳光稳定性、电化学性质等等。
同时，铬（Ⅲ）配合物也是一类极其重要的催化剂，广泛应用于有机合成化学反应、光催化反应、电化学反应等领域。
因此铬（Ⅲ）配合物的合成、晶体结构以及性能研究具有十分广泛的研究意义和应用前景。
二、研究目的和内容本文旨在研究铬（Ⅲ）配合物的合成、晶体结构以及性能研究，并探究铬（Ⅲ）在催化反应中的应用。
具体内容如下：（1）铬（Ⅲ）配合物的合成方法研究：综述铬（Ⅲ）配合物的合成方法，包括离子交换法、络合法、还原法等；（2）铬（Ⅲ）配合物的晶体结构分析：着重分析铬（Ⅲ）配合物的晶体结构，通过X-射线衍射（XRD）分析铬（Ⅲ）配合物的晶体结构；（3）铬（Ⅲ）配合物的物理性质和化学性质：主要研究铬（Ⅲ）配合物的物理性质和化学性质，包括光学性质、电化学性质、稳定性等；（4）铬（Ⅲ）在催化反应中的应用研究：探究铬（Ⅲ）在有机合成化学反应、光催化反应等催化反应中的应用。
三、研究方法（1）铬（Ⅲ）配合物的合成方法研究：通过文献调研和实验测试对铬（Ⅲ）配合物的合成方法进行研究；（2）铬（Ⅲ）配合物的晶体结构分析：通过X-射线衍射（XRD）对铬（Ⅲ）配合物的晶体结构进行分析；（3）铬（Ⅲ）配合物的物理性质和化学性质：通过各种实验测试对铬（Ⅲ）配合物的物理性质和化学性质进行分析和研究；（4）铬（Ⅲ）在催化反应中的应用研究：通过实验测试和文献调研对铬（Ⅲ）在催化反应中的应用进行研究。
四、研究意义本文的研究结果能够拓宽对铬（Ⅲ）配合物的了解，为铬（Ⅲ）配合物的应用提供理论依据。
同时，对于发掘铬（Ⅲ）在催化反应中的应用也具有极高的应用价值，并有望成为一种新型的绿色催化剂。
功能性金属配合物的设计与合成化学博士生的研究成果
功能性金属配合物的设计与合成化学博士生的研究成果金属配合物在化学领域中具有广泛的应用，可以用于催化剂、药物和光电材料等诸多领域。
合成功能性金属配合物是化学博士生研究中的重要课题之一。
本文将介绍功能性金属配合物的设计与合成化学博士生的研究成果。
一、功能性金属配合物的设计为了合成具有特定功能的金属配合物，研究者需要从两个方面进行设计：金属选择和配体设计。
1. 金属选择金属选择是功能性金属配合物设计的重要环节。
在选择金属时，研究者需要考虑金属的催化性能、稳定性以及与配体之间的相互作用。
常用的金属包括铂、钯、铜等。
2. 配体设计配体的设计对于金属配合物的功能起到关键作用。
通过合理设计配体的结构，可以调控金属配合物的催化活性、溶解性以及与底物的选择性反应等。
配体的设计包括配体种类的选择、官能团的引入以及空间构型的调节。
二、功能性金属配合物的合成功能性金属配合物的合成通常通过配体和金属离子的反应得到。
合成过程中需要注意监控反应的条件、温度和时间，以保证产物的纯度和收率。
1. 配体的合成配体的合成是金属配合物合成的第一步。
通过有机合成方法可以合成各种不同类型的配体，如有机酸、有机胺和含氮官能团的化合物等。
配体的合成需要考虑到其溶解性、稳定性以及与金属离子的亲和性。
2. 金属配合物的合成金属配合物的合成是将金属离子与配体进行配位反应得到配合物。
合成反应可以采用溶液反应或固相反应的方式进行。
在反应中，研究者需要选择合适的溶剂、反应温度和反应时间以控制反应的进行。
合成得到的产物可以通过质谱、核磁共振等手段进行表征。
三、功能性金属配合物的应用功能性金属配合物在多个领域中具有重要的应用价值。
1. 催化剂功能性金属配合物可以作为催化剂应用于有机化学合成反应中。
通过调节金属配合物的结构和配体的设计，可以实现催化剂对反应速率、选择性和底物转化率的调控。
2. 药物功能性金属配合物在药物研究中具有重要作用。
金属配合物可以通过与生物分子相互作用，调节其活性以及对靶点的选择性。
(2023)配合物的生成和性质实验报告(一)
(2023)配合物的生成和性质实验报告(一)实验目的通过学生实验，了解常见的配位化学反应，学习配合物的合成和性质分析。
实验原理采用化学还原法合成(2023)配合物，实验前准备浓硝酸，氯化铁，乙醇和丁二酸钠溶液，反应后通过红外光谱等手段对产物进行结构分析。
实验步骤1.称取一定量的氯化铁(FeCl3)放进干净无水乙醇中2.动态搅拌后加入丁二酸钠(Na2C4H4O4)水溶液3.继续搅拌并加入适量的浓硝酸(HNO3)4.在反应过程中检查溶液颜色变化以及演化气体等现象5.过滤沉淀，用纯乙醇洗涤，最后放至真空干燥室中干燥实验结果通过样品分析，红外光谱显示了有机锰化合物生成的强大特征信号，这表明已经成功地合成了(2023)配合物。
在实验中，我们初步了解了配合物的合成和结构分析方法。
我们也了解了化学还原法及其在配合物化学中的应用。
这是本实验的关键技术，而化学催化反应和有机合成也多有关联。
这些知识点有助于学生更深入地了解化学领域中的配合物化学，以及前沿科技中的研究进展。
实验中存在的问题在实验中，我们可能会遇到以下问题：1.实验过程中的化学反应可能会引发危险，需要注意安全。
2.某些试剂可能会对人体产生有害影响，需要加强防护。
3.实验中需要使用多种实验器材，需要掌握正确的使用方法和维护方法。
实验中的启示通过这次实验，我们可以从以下几个方面得到启示：1.在实验中，寻求合作并相互协作是非常重要的。
2.了解反应机理和实验条件可以帮助我们更好地掌握实验技能。
3.在实验前，我们需要了解实验设计和过程，以充分考虑风险、技术和合理的材料使用。
该实验是化学学科中一项基本实验，是学生了解金属离子合成与表征技术的必要环节。
由于该实验涉及有机化学和无机化学，可以应用于以下方面：1.金属催化化学反应2.无机材料合成和性能分析3.有机合成路线的研究和改良通过学习该实验，可以帮助学生更好地掌握相关科学知识，提高科学研究及工作的能力和水平。
有机金属配合物的合成及其应用研究
有机金属配合物的合成及其应用研究有机金属配合物是人们在化学领域中的一种重要研究对象，具有广泛的应用前景。
配合物是由两个或以上原子通过化学键结合而成的物质，有机金属配合物指的是含有金属离子和有机配体的配合物。
在有机金属配合物的合成及其应用研究方面，一直是化学研究中的一个热点领域。
一、有机金属配合物的合成方法有机金属配合物的合成方法多种多样，常见的有以下几种：1. 直接合成法直接使用金属离子与配体进行反应制备配合物。
通常情况下，这种方法是较为灵活和便捷的。
2. 气相沉积法先将金属和配体分别蒸发至气相，然后再在适当条件下进行混合反应，直接在基底上加热沉积金属有机化合物。
主要适用于金属有机薄膜的制备。
3. 溶液合成法将金属离子和配体溶解在溶剂中，控制反应条件，直接反应得到有机金属配合物。
这是制备有机金属配合物的重要方法之一。
4. 插层法通过化学反应或离子交换等机理将金属有机化合物插入层间隙中合成有机金属配合物。
这种方法在催化剂和化学传感器等领域有着广泛的应用。
二、有机金属配合物的应用研究有机金属配合物具有较为广泛的应用前景，主要涉及催化、光学和材料领域。
1. 催化领域有机金属配合物在催化领域有着重要的应用价值，包括催化加氢、催化剂脱羧、环化反应、氧化反应等。
这些催化反应的产物广泛应用在医药、合成材料和精细化工等领域。
2. 光学领域有机金属配合物在光学领域也有着广泛的应用前景，可以用于制备光学传感器、光储存材料和有机发光二极管等。
有机金属配合物的发光特性可以用于生物荧光成像和光化学发光等领域。
3. 材料领域有机金属配合物不仅可以应用于催化和光学等领域，还可以制备具有特殊功能的材料。
比如，可以生成具有嵌段结构的高分子材料，可以制备高光学非线性性材料和杂化锂离子电池等。
结语有机金属配合物的合成及其应用研究一直是化学领域中的重要研究方向。
在日益发展的科技领域中，有机金属配合物的应用前景将会越来越广泛。
配合物的研究除了可以用于应用领域，同时也能丰富我们对化学反应机理等方面的认识。
后过渡金属(Ni,Fe,Co)配位催化制备高度线性及超支化聚乙烯
后过渡金属（Ni,Fe,Co）配位催化制备高度线性及超支化聚乙烯摘要：高度线性及超支化聚乙烯是目前被广泛应用的高分子材料。
本文探究了后过渡金属（Ni、Fe、Co）配位催化剂的制备及其在高度线性及超支化聚乙烯产生中的应用。
详细研究了配位催化剂中金属与配体之间的相互作用及其对聚合反应的影响，同时分析了反应条件对高度线性及超支化聚乙烯合成的影响。
实验结果表明，采用合适的后过渡金属配合物催化剂及反应条件可以高效制备高度线性及超支化聚乙烯。
此外，本文还对该领域未来的发展进行了展望。
关键词：后过渡金属；配位催化剂；高度线性聚乙烯；超支化聚乙烯；反应条件1. 引言高度线性及超支化聚乙烯具有优异的物理化学性质和广泛的应用前景。
为了获得高质量的高度线性及超支化聚乙烯，研究人员一直在探究不同的聚合反应条件和催化剂。
目前，后过渡金属配位催化剂在高度线性及超支化聚乙烯合成中得到了广泛的应用。
后过渡金属具有较好的催化活性和选择性，在聚合反应中可以快速催化单体转化，并且可以通过改变催化剂配体结构实现对聚合过程的调控。
因此，后过渡金属催化剂在高分子材料领域中具有广泛的应用前景。
2. 后过渡金属配位催化制备高度线性及超支化聚乙烯2.1 后过渡金属催化剂制备采用后过渡金属配位催化剂进行高度线性及超支化聚乙烯合成的首要条件是要制备高效的催化剂。
目前，常见的后过渡金属配位催化剂包括铁（Fe）、镍（Ni）和钴（Co）等元素。
催化剂的制备一般采用配位反应法，即将后过渡金属离子与配体配位生成催化剂。
在配位反应中，催化剂的配体结构对聚合反应中的催化效果有较大的影响。
在选择配体结构时，需要考虑到配体对催化剂稳定性、活性和选择性的影响。
例如，采用含有较大的取代基的配体可以缓解反应物的库仑排斥，从而提高反应效率；采用含有醇或醚基的配体可以有效降低催化剂的毒性，提高催化剂的稳定性。
2.2 后过渡金属催化合成高度线性及超支化聚乙烯在后过渡金属催化合成高度线性及超支化聚乙烯过程中，催化剂与单体发生反应，生成聚合物。
金属催化有机合成
金属催化有机合成金属催化有机合成是一种重要的有机化学反应方法，在有机合成领域得到了广泛应用。
金属催化剂可以提供活性位点，通过与有机底物发生反应，促进化学反应的进行。
本文将介绍金属催化有机合成的原理、应用和前景。
一、金属催化有机合成的原理金属催化有机合成的原理是基于金属催化剂对有机底物的活化作用。
金属催化剂通常是过渡金属元素或其化合物，如钯、铂、铑等。
这些金属催化剂具有较高的活性和选择性，可以促进有机底物的反应，提高反应速率和产率。
金属催化有机合成的反应机理通常包括底物配体活化、底物活化和反应产物生成等步骤。
金属催化剂可以与底物中的功能团发生配位作用，形成活性配合物。
在底物配体活化的过程中，金属催化剂可以通过配位键的形成或断裂，改变底物的电子密度和化学性质。
金属催化有机合成的反应类型多样，包括氢化反应、氧化反应、羰基化反应、交叉偶联反应等。
这些反应可以在温和条件下进行，具有高效、高选择性和环境友好等优点。
金属催化有机合成已经在合成药物、农药、功能材料等领域得到了广泛应用。
以金属催化的氢化反应为例，可以通过选择合适的金属催化剂和底物，实现对有机化合物的氢化转化。
这种氢化反应可以用于合成药物中的手性化合物，提高药物的活性和选择性。
金属催化的交叉偶联反应也是有机合成中常用的方法之一。
该反应可以实现不同官能团之间的偶联，构建复杂分子结构。
例如，苯基化合物和烷基化合物可以通过金属催化的交叉偶联反应形成新的碳碳键，扩展分子的结构和功能。
金属催化有机合成还可以用于合成功能材料，如有机光电材料、荧光染料等。
金属催化剂可以通过调控反应条件和底物结构，控制反应的产物结构和性质。
这种方法可以合成具有特殊光电性能的材料，用于光电器件和传感器等领域。
三、金属催化有机合成的前景金属催化有机合成具有广阔的应用前景。
随着有机合成化学的发展，金属催化剂的设计和合成也在不断进步。
新型的金属催化剂具有更高的活性、选择性和稳定性，可以实现更复杂的有机合成反应。
有机金属化学在催化领域的应用研究
有机金属化学在催化领域的应用研究在化学领域中，催化反应起到至关重要的作用。
它不仅可以提高反应速率，减少能量消耗，还可以促使某些反应发生，甚至使一些不可逆反应逆转。
有机金属化学作为一门独特的分支学科，具有丰富的化学反应体系和结构特点，近年来在催化领域的应用研究越来越受到重视。
本文将对有机金属化学在催化领域中的应用进行综述，包括有机金属配合物催化剂的设计与合成、催化反应机理研究以及催化剂在有机合成中的应用等内容。
一、有机金属配合物催化剂的设计与合成有机金属配合物催化剂是有机金属化学在催化领域中的核心。
通过设计合成不同的有机金属配合物催化剂，可以调控其电子结构和空间结构，从而提高催化剂的催化活性和选择性。
例如，以过渡金属为中心的催化剂可以通过改变配体的取代基、配位位点和配体结构等方式来调节催化剂的性能。
此外，还可以设计多金属催化剂，通过合理组装不同金属中心以实现协同催化效果。
有机金属化学为催化剂的设计与合成提供了丰富的可能性，为催化领域的研究和应用提供了坚实的基础。
二、催化反应机理研究对催化反应机理的深入研究是催化领域中的重要任务之一。
有机金属化学通过设计和合成不同结构的有机金属配合物催化剂，为揭示催化反应机理提供了研究平台。
通过使用各种实验技术和理论计算方法，可以确定催化反应中的关键步骤和中间体，从而揭示催化剂的作用机理。
例如，有机金属催化剂可以通过配体的交换和配位位点的取代来实现活性中间体的形成和转化，进而促使反应发生。
催化反应机理研究对于优化催化反应的条件和提高反应效率具有重要意义。
三、催化剂在有机合成中的应用有机金属化学在有机合成领域中具有广泛的应用。
通过使用有机金属配合物催化剂，可以实现多种有机合成反应的高效转化。
例如，羰基化反应、烯烃和芳烃的氧化反应、碳氢键功能化反应等。
有机金属催化剂不仅可以提高反应速率和产率，还可以控制反应的立体选择性和化学选择性，实现对多官能团的选择性官能化转化。
此外，有机金属催化剂还可以在不同的反应条件下实现特定键的选择性断裂和形成。
四苯基卟啉(TPP)及其金属配合物的合成及光谱表征
四苯基卟啉及其金属配合物的制备卟啉简介 1.卟啉的结构卟吩（Porphine ）是由4个吡咯分子经4个次甲基桥联起来的共轭大环分子。
环中碳、氮原子都是sp 2杂化，剩余的一个p 轨道被单电子或孤对电子占用，形成了24中心26电子的大π键，具有稳定4n+2π电子共轭体系，具有芳香性。
卟啉（porphyrins ），是卟吩的外环带有取代基的同系物和衍生物。
卟啉化合物的命名主要有两种即fischer 命名和IUPAC 命名法，IUPAC 命名法将卟吩环与甲叉相连的吡咯环上的碳开始依次编号，fischer 命名法是将卟吩的四个甲叉用α，β，γ，δ表示。
NH NNN H12345678910111213141516181920IUPAC 命名编号方法 Fisher 命名编号方法卟吩核的α，β，γ，δ位由于不同的取代基取代后就成为中位取代卟啉，它是一类与血卟啉相似的化合物。
如四苯基卟啉，结构式如图1：N HN NNH图１ 四中位取代四苯基卟啉化合物的结构式卟啉环中心的氢原子电离后，形成的空腔可以与金属离子配位形成金属卟啉配合物。
周期表中几乎所有金属元素都可以和卟啉类大环配位，金属卟啉也广泛存在于自然界。
例如动物体内的血红素是含铁卟啉化合物，血蓝素是铜卟啉化合物，植物体内的叶绿素是含镁的卟啉化合物，维生素B 12是含钴的卟啉化合物。
卟啉化合物由于其母体卟吩具有刚性为主兼有柔性的大环共轭结构，因而具稳定性好，光谱响应宽，对金属离子络合能力强的特性。
卟啉化合物巨大的应用前景激起了化学家和生物学家对卟啉化学极大的兴趣和研究热情。
人们相信卟啉化合物在医学、仿生学、材料化学、药物化学、电化学、光物理与化学、分析化学、功能分子的设计、合成及应用研究等各个领域都有很大应用前景。
2、中位取代卟啉的一般光谱特征 红外光谱(1)卟啉化合物的的红外光谱特征峰为在1590-1300cm -1C=N 伸缩振动峰, 在1000cm -1左右的卟啉骨架振动峰, 在3550-3300cm -1的 N-H 伸缩振动峰和在970-960cm -1的N-H 面内变形峰。
二氧化硅负载聚丙烯酸—丙烯酰胺锰配合物催化合成碳酸二甲酯的研究
反应 液和 产 品采用 日本 岛津公 司 的 ＧＣ １ Ａ 一４ 气 相 色谱 仪 ， — Ａ 色 谱数据 处理 机 ， Ｃ 检测 Ｃ Ｒ６ Ｔ Ｄ
Ｇ 一 气 相 色 谱 仪 （ Ｃ １Ａ ４ 日本 岛 津 公 司 ） Ｃ ， Ｒ６ 色谱处 理机 ， Ｃ Ａ Ｔ Ｄ检 测器 ， 磁力搅 拌 器 。 试剂均 为分析 纯或 化学 纯
维普资讯
第 ２ 卷 第 二
丙 烯 酰 胺 锰 配 合 物 催 化
化 学 试 剂 ． ０ ２， ４ １ ． ］ １ ２ ０ ２ （） Ｌ～ ３
二 氧化硅 负 载聚 丙 烯 酸一 烯 酰胺锰 配 合物 丙 催 化 合成 碳 酸 二 甲酯 的研 究
最 佳 反 应 条 件 ， ７ ３ 的 甲醇 转化 为 碳 酸 二 甲酯 。 ２．
美 键 词 ： 酸 二 甲酯 ； 分 子 金 属 配 台 物 ； 化 剂 ； 碳 高 催 甲醇 ； 氧 化 碳 二 中 囤分 类 号 ： ２ ． ６ Ｏ６ ３ ６ ２ 文 献 标 识码 ： Ａ 文 章 编号 ：２ ８３ ８ （ ０ ２ ０ ０ １０ ０ ５— ２３ ２ ０ ） １０ １ ３
和 汽 油 添 加 剂 等 ］ 。
不 久 出现 白色 固体 ， 后逐 渐增 多 ， 系变 粘 稠 。 随 体
反 应 温 度 为 ８ ～ ８ 约 Ｏ ２ Ｃ， 反 应 完 全 ，冷 却 ， 抽 滤 ， 干 （０ 烘 ６ Ｃ左 右 ） 得 白 色 粉 末 ， 率 在 ９ 以 ， 产 Ｏ
一
为 了提高 甲醇 的转 化 率 ， 制各 了一种 含 金属 锰 的高 分子 金属 配合 物 ， 以此 为催化 剂 ， 环氧氯 在 丙 烷存 在 下 ， 甲醇 和 二 氧化 碳 为原 料 进 行 热压 以
三核铜配合物的合成、表征及其催化性能
2018年第37卷第10期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3879·化 工 进展三核铜配合物的合成、表征及其催化性能冷帅1，2，李云涛1，邓建国2（1西南石油大学材料科学与工程学院，四川 成都 610500；2中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621900）摘要：采用溶剂热法合成了以三核碘化亚铜（CuI ）四面体结构为活性中心的硅氢加成反应催化剂，探讨了物料比对产物收率的影响。
结果说明了当配体与碘化亚铜的摩尔比为1∶6时，产物收率最高。
通过元素分析、傅里叶红外光谱分析、X 射线光电子能谱分析、X 射线单晶体衍射分析、紫外可见光光谱分析、热失重分析对配合物的化学组成、空间结构及性能进行表征，并进一步通过甲基苯基乙烯基树脂和甲基苯基含氢硅油的硅氢加成反应进行催化固化效果验证。
结果说明了在催化剂填加量为0.04%、固化温度为150℃的优化条件下反应24h ，共混体系固化效果最佳。
该配合物对硅氢加成反应具有很好的催化性能，并且原料成本低、制备方法简单、晶体颗粒方便储存，有望解决硅氢加成反应中贵金属催化剂的高成本问题。
关键词：配合物；催化剂；硅氢加成；碘化亚铜；晶体；合成中图分类号：TQ426.61；O643.36 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）10–3879–06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2271Synthesis, characterization and catalytic performance of tri-nuclearcopper complexLENG Shuai 1,2, LI Yuntao 1, DENG Jianguo 2(1School of Materials Science and Engineering, Southwest Petroleum University ，Chengdu 610500，Sichuan ，China ；2Institute of Chemical Materials ，China Academy of Engineering Physics ，Mianyang 621900，Sichuan ，China)Abstract ：A complex catalyst with tetrahedron structure copper(I) iodide (CuI) as active center has been synthesized by solvent-thermal method ，which is then used in hydrosilylation. The effect of the material ratios on the product yield has been discussed in depth. The results show that when the molar ratio of ligand to CuI is 1∶6，the highest yield is obtained. The chemical composition ，spatial structure and properties of the catalyst have been studied by elemental analysis ，Fourier transform infrared spectroscopy analysis ，X-ray photoelectron spectroscopy analysis ，X-ray single crystal diffraction analysis ，UV-visible spectroscopy analysis and thermogravimetric analysis, respectively. Furthermore ，the catalytic performance has been tested by the hydrosilylation reaction of methylphenyl vinyl resin and methylphenyl hydro-silicone oil. The results indicate that the curing effect is the best when the blending system reacts for 24h under the addition of 0.04% complex at 150℃. The complex shows very good catalytic performance in hydrosilylation ，and can be synthesized with the advantages of low-cost raw materials ，simple preparation method and convenient storage. It is promising to solve the problem of the high cost of traditional precious metal catalysts in hydrosilylation.Key words ：complex ；catalyst ；hydrosilylation ；copper(I) iodide ；crystal ；synthesis合材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高分子金属配合物催化剂的合成摘要：催化剂可以分为均相催化剂和多相催化剂。
均相催化剂如金属配合物、有机金属配合物在最近几十年内受到催化科学界的广泛关注。
新的均相催化体系的应用使得一些新的生产工艺应运而生。
这些工艺操作条件温和，选择性高。
然而，在大规模生产中均相催化剂存在着难回收、不稳定、有腐蚀性的缺点。
大多数的多相催化剂在高温、高压下才能较好地发挥催化作用，并且其选择性、活性较弱。
因此，人们开始设想通过高分子负载的方法转化均相催化剂使之兼具二者的优点。
本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、高分子效应及其应用。
关键词：催化剂；配合物；高分子；合成；高分子效应1、简介近几十年来，均相催化剂由于其较高的催化活性受到了科学界和工业界的广泛重视与应用，但均相反应的催化剂一般来说存在价格昂贵、易流失、较难回收操作等缺点；另一方面，均相催化剂往往要使用重金属离子，这样既会对产物和反应后处理过程造成污染，又使得反应的催化剂难于回收，导致均相催化剂在有机合成和工业上的应用受到了很大的限制。
多相催化剂虽然回收简单，但是，机理研究比价复杂，选择性和活性较低。
因此寻找能够重复使用且回收操作简单的催化剂成为有机催化反应领域的研究热点之一。
1963年，Merrifield和Letstinger等人[1, 2]首次将聚苯乙烯引入到多肽和低聚糖的合成中，开创了高分子化合物在有机合成中应用的先例。
近年来，高分子负载型催化剂得到了迅猛发展。
高分子催化剂集合了多相催化剂、均相催化剂的优点[3]。
其具有较高的催化活性、立体选择性、较好的稳定性和重复使用性能，并且后处理简单，在反应完成后可方便地借助固-液分离方法将高分子催化剂与反应体系中其他组分分离、再生和重复使用，可降低成本和减少环境污染[4]。
杨小暾与江英彦[3]指出，若将多相催化剂、均相催化剂视为第一代、第二代催化剂，那么高分子金属络合物催化剂就是第三代催化剂。
研究表明高分子不仅是负载金属催化剂的惰性载体，而且还可以对催化剂的活性中心进行修饰，并使催化剂的结构发生变化，形成通常在小分子配合物中很难看到的特殊结构，从而影响催化剂的催化反应过程，即同种金属使用不同的载体所得到的化剂其催化活性可能相差很大。
此为高分子的基体效应。
本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、高分子效应及其应用。
2、高分子金属催化剂的合成根据金属配合物的特点，高分子负载金属催化剂有以下几种合成方法：(1)通过有机反应先对高分子进行官能化，形成新的官能团，然后再与催化活性中心连接；(2)高分子骨架中己具备有效官能团，可以通过与催化剂前体进行亲核取代或亲电加成等反应，直接将催化活性物质通过共价键链接到高分子；(3)通过具有催化活性单体共聚形成高分子负载催化剂，可以通过控制聚合的条件，以得到合适的孔径、粒度、强度的凝胶或粉末。
其中第一种方法最为常用。
但是作为金属络合物的配位体，在分子中必须具有以下两类结构之一，一类是分子结构中含有P、S、O、N等可以提供未成键电子的所谓配位原子，含有这类结构的化合物种类繁多，比较常见的如乙二胺四乙酸(EDTA)、胺类、酸类及杂环类化合物等；另一类是分子结构中具有离域性强的P电子体系，如芳香族化合物和环戊二烯等均是常见配位体。
(1)通过有机反应先对高分子进行官能化，形成新的官能团，然后再与催化活性中心连接：该方法是有机高分子负载催化剂方法中应用最多的一种方法，其最大的特点在于配体设计极其灵活，制备过程简单。
通过基本的有机反应引入高效的配体，最后通过配位作用将金属催化剂固载化，如图1所示[5, 6]。
图1 高分子负载金属钯催化剂的制备何英[4]以Wang树脂为基础载体，通过有机合成反应对树脂进行改性，进而制得高分子负载微粒钯催化剂。
其具体合成方法如下：在50mL单口烧瓶中依次加入0.50 g (1.04mmol OH/g) Wang树脂，0.48 g (2.60mmol)三聚氯氰，0.14 g (1.10 mmol) N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)和20mL氯仿，室温反应18h。
过滤，依次用氯仿和THF洗涤树脂，60℃真空干燥24h，得到0.56g树脂1[7, 8]。
将0.20g (2.08mmol) 2-氨基吡啶溶于20mL DMF，依次向其加入0.56g树脂1及0.19g (1.5mmol) DIPEA，混合物于100℃反应24 h。
反应结束后，冷却至室温，树脂过滤，依次用乙醇和二氯甲烷洗涤后，真空干燥，得浅黄色树脂2。
在10mL单口烧瓶中依次加入0.030g (0.17mmol) PdCl2，0.011g (0.19mmol) NaCl和1mL甲醇，室温搅拌24h。
过滤，将滤液转入25mL单口烧瓶中，依次加入14mL甲醇，0.2g树脂2，60℃反应24h，生成树脂负载Pd2+配合物。
反应结束冷至室温，加入0.095g(1.16mmol)乙酸钠，室温搅拌1h，Pd2+被还原为纳米Pd(0)微粒。
过滤，依次用甲醇、水和丙酮洗涤，真空干燥制得高分子负载微粒钯催化剂WRP-Pd。
催化剂的制备过程如图2所示。
图2 高分子负载钯催化剂的制备（2）高分子骨架中已具备有效官能团，可以通过与催化剂前体进行亲核取代或亲电加成等反应，直接将催化活性物质通过共价键链接到高分子：此法制备方法简单，但是高分子骨架中必须具备有效官能团，才能将活性物质通过共价键接到高分子上从而形成有效的催化剂[9, 10]。
（3）通过具有催化活性单体共聚形成高分子负载催化剂，可以通过控制聚合的条件，以得到合适的孔径、粒度、强度的凝胶或粉末：该方法的主要优点在于配体设计灵活性高，且在均相体系中进行，反应活性高，如图3所示[11]。
图3 单体共聚法制备负载锰催化剂余汉成等[12, 13]，用铁(III)卟啉丙烯酸酯单体与苯乙烯单体共聚得到铁(III)卟啉丙烯酸酯-苯乙烯共聚物。
把0.0200g铁(III)卟啉丙烯酸酯和少许过氧化苯甲酰加入到2.0g苯乙烯中，搅拌使其充分溶解，再加入20mL φ=0.1%聚乙烯醇水溶液，在85℃磁力搅拌15h后升温至100℃，1h后再把温度降至50℃，过滤，以温水多次洗涤球状微粒，干燥。
把以上球状微粒溶解于氯仿中，慢慢滴加于处于搅拌状态的甲醇液中，抽滤(以甲醇洗涤至滤液无色)，干燥，粉碎(约50目)后，在索氏提取器上以乙醇抽提24h，真空干燥后得棕红色产物铁(III)卟啉丙烯酸酯-苯乙烯共聚物1.4417g，产率71%。
该催化剂由铁(III)卟啉丙烯酸酯单体与苯乙烯单体共聚而成，虽然粉碎为微粒，但部分铁(III)卟啉仍然不可避免地被包埋于共聚物内部而不能发挥催化活性。
其结构如图4所示。
图4 铁(III)卟啉丙烯酸酯-苯乙烯共聚物的结构岳瑞瑞[14]通过化学法合成的导电高分子为聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)。
首先，将一定量的单体EDOT溶于乙醇中，将该乙醇溶液迅速加入H2PdCl4溶液中，室温下搅拌反应3h(该过程中EDOT单体被氧化聚合生成PEDOT聚合物，同时Pd2+被还原为Pd纳米颗粒)；然后，向上述溶液中加入一定量的H2PdCl4及不同量的氧化石墨烯(GO)分散液，超声分散2h；磁力搅拌下向该溶液中再逐滴加入NaBH4水溶液，反应液中过量的Pd2+被NaBH4进一步的还原，另外，GO被NaBH4还原为还原态的石墨烯(GE)。
反应结束后，将产物过滤并用蒸馏水、乙醇多次冲洗至滤液无色，60℃烘箱中干燥后便得Pd-PEDOT/GE复合催化剂粉末。
3、合成方法的比较通过文献查阅以及分析比较我们可以对以上三种合成高分子金属催化剂的方法进行简单评价。
第二种方法是利用高分子骨架中已具备有效官能团，通过与催化剂前体进行亲核取代或亲电加成等反应，直接将催化活性物质通过共价键链接到高分子。
这种方法虽然简单，不需要对高分子骨架进行修饰，但是其局限性较大，对高分子骨架要求较高。
与第二种方法的局限性相比，我们很容易发现第一种方法的优点。
通过有机反应先对高分子进行官能化，形成新的官能团，然后再与催化活性中心连接。
这种合成方法也较为简单，对于高分子配体的设计灵活性较大。
但是，催化剂的形态较难控制。
第三种方法，通过单体共聚的方法合成高分子催化剂。
该方法可以通过控制反应的条件控制催化剂的结构，灵活性较大。
但是，通过以上几个实例我们不难发现，第三种方法操作相对复杂，合成的产物中金属活性中心很容易被包到共聚物内部而使其不能发挥催化活性。
三种合成方法各有自己的优缺点，目前第一种方法应用最为广泛，第三种方法研究前景较为广阔。
我们在实际过程中可以根据原料的性质、产品的要求合理的选择合成方法。
4、高分子载体对催化剂性能的影响当一种高活性、高选择性的小分子金属催化活性物种被负载于高分子时，其稳定性、催化活性及选择性都会发生变化，当高分子载体、配体结构使用恰当时，高分子母体对催化活性物种有增稳、助活、提高选择性效应等作用[4, 15]。
下面我将从多个方面，通过高分子金属催化剂与普通金属催化剂的比较，以说明高分子金属催化剂的优点。
(1)基位隔离效应基位隔离效应是指被键联于高分子的催化活性功能基团由于高分子链的刚性而处于彼此隔离的状态。
Grubbs等将可溶性的均相二茂铁络合物应用于烯烃催化加氧时，发现其催化活性并不好，并且催化剂不能回收利用。
研究发现，这是由于在氢化反应条件下生成了一种无催化活性的二聚体。
而键联于交联度20%的聚苯乙烯载体的二茂铁络合物，其催化加氧活性较二茂铁的活性高60倍。
这是由于键合在一定刚性聚合物链上的二茂钛由于基位隔离效应，使其发生的二聚副反应的可能性降低，使其活性的得到了增强。
(2)增稳效应均相络合催化剂是一类相对比较容易失活的催化剂，将其负载于高分子上之后，催化剂的稳定性将得到很大的提高。
膦化交联聚苯乙烯的胶态钯催化剂对于1, 5, 9-环十二碳三烯(Z, E, E-CDT)的催化加氢活性要比非负载的钯催化剂col-Pd(0)提高16倍。
X射线衍射光谱(XRD)证明在膦化交联聚苯乙烯上钯原子族的颗粒直径为4.2 nm，催化剂重复使用20次后钯原子族粒径未发生明显变化(4.8 nm)。
而原位制备的胶态钯催化剂在催化反应后则聚集成了无催化活性的钯黑。
(3)选择效应通过对高分子载体结构的控制制得的高分子负载金属催化剂，往往会比对应小分子催化活性物种呈现更高的催化选择性，这对于精细化工有着重要的意义。
①尺寸选择性高分子负载金属催化剂的尺寸选择性主要包括两个方面。
一方面，一定孔径的多孔性聚合物负载金属催化剂对于分子尺寸不同的底物显示不同的催化活性。
另一方面，对于同一种类的高分子负载金属催化剂而言，髙分子载体的孔径与底物分子尺寸匹配效应同样会明显影响催化反应的结果。