D-酒石酸修饰RaneyNi催化樟脑不对称加氢合成龙脑

日期: 2024-06-01 11:11:02|浏览: 70|编号: 70918

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D-酒石酸修饰RaneyNi催化樟脑不对称加氢合成龙脑

概括:

手性化合物是一类重要的化合物,在香料、医药、农药及功能材料等都有着广泛的用途,开发手性合成的新方法和新催化剂具有十分重要的意义。多相手性催化剂具有产物易分离、催化剂可重复使用等优点,符合绿色化学的发展方向。因此,近年来,开发和探索高效、高光选择性的多相手性催化剂成为手性催化研究的重要课题。利用光活性酒石酸改性雷尼镍催化剂可制备出一种高效的催化剂,该催化体系对羰基手性加氢反应具有良好的催化活性和对映体选择性。本项目利用该催化体系研究催化天然樟脑不对称还原为冰片的方法。利用/D-TA/NaBr体系将天然樟脑粉中的樟脑不对称还原为冰片。 项目研究的主要内容如下:(1)探索研究实验的技术路线。通过查阅大量文献资料和理论分析,初步确定了实验方案。研究了D-酒石酸浓度、改性溶液pH值、改性助剂的选择、改性温度、改性时间及超声波改性对雷尼镍催化剂催化性能的影响,确定了最佳改性条件。实验结果表明,经酒石酸改性后得到的催化剂活性有所下降,而对映体选择性有所提高;加入NaBr等助催化剂可以有效提高催化剂的光学选择性;改性溶液pH值、改性温度、改性时间对催化剂活性和对映体选择性均有很大影响。 最佳改性条件为:用电子天平称取3g,加入30ml 1%酒石酸溶液中,在50℃水浴中搅拌10 min进行预处理,然后转移至100ml含有1%酒石酸和2%NaBr的改性溶液中,用1M NaOH将改性溶液pH值中和至4,在改性温度100℃下改性1h。

(2)研究了酒石酸改性镍催化剂对天然樟脑的手性加氢反应,考察了各种反应条件(如溶剂种类、反应温度、压力、剂底物比、反应时间、反应助溶剂及添加剂等)对反应的影响。实验得到的最佳反应条件为:樟脑3g,改性催化剂3g,无水乙醇500ml,乙酸钠2g,搅拌速度800r/min,反应温度60℃,反应时间10h。(3)采用气相色谱、红外色谱分析产物种类及含量;采用分光光度法、化学滴定法分别测定反应前后催化剂表面酒石酸和溴化钠的负载量;采用XRD、SEM、红外色谱测试改性及反应前后催化剂晶型、表面特征及红外吸收特征峰的变化。 本文对催化剂进行了初步表征,测量了改性前后催化剂表面酒石酸负载量以及反应前后负载量的变化。发现酒石酸与催化剂的结合非常牢固,反应前后酒石酸负载量变化不大;红外光谱和X射线衍射表明雷尼镍的晶体结构没有发生明显变化;SEM分析表明改性后雷尼镍晶粒明显变小,表面变得不规则,出现镍溶解现象。(4)探讨了金属催化不对称还原樟脑的反应机理,研究了酒石酸和助剂溴化钠(NaBr)对樟脑不对称还原的影响。通过实验分析并参考相关文献,本文提出了酒石酸改性雷尼镍催化剂在催化樟脑加氢反应中催化剂的手性催化机理。

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