微乳介質(zhì)中殼聚糖負(fù)載鈀催化Heck反應(yīng)研究

丁 望

(廣州市浪奇實(shí)業(yè)股份有限公司質(zhì)量管理部，廣東 廣州 510000)

1 目的

微乳是油、水在表面活性劑作用下形成的特殊的多相“水溶液”體系，是一種綠色反應(yīng)介質(zhì)，具有溶解性好、相與相之間接觸面積大等優(yōu)點(diǎn)，能解決底物溶解性等問題。

殼聚糖是白色無定形、半透明而略帶珍珠光澤的固體，無毒，無害，易于降解。其本身具有作為高分子載體的優(yōu)勢：不溶于普通溶劑，宜于催化劑的分離、回收再利用；分子鏈上含有大量的羥基和氨基，易于化學(xué)修飾，并與過渡金屬離子具有良好的配位能力。

殼聚糖負(fù)載鈀催化劑不僅制備方法簡單多樣，有較高的催化活性和重復(fù)使用性能，而且由于殼聚糖是天然生物高分子，來源非常豐富，對環(huán)境友好，是一種理想的綠色催化劑。進(jìn)一步拓展殼聚糖負(fù)載鈀催化劑的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 方法

2.1 研究內(nèi)容

①制備高活性的殼聚糖負(fù)載鈀催化劑。

②配制對一定范圍的溫度、鹽、堿變化穩(wěn)定的微乳。

③研究微乳介質(zhì)中殼聚糖負(fù)載鈀催化劑在Heck反應(yīng)中的催化性能，確定最佳反應(yīng) 溫度和時間。

④比較在其它反應(yīng)介質(zhì)中殼聚糖負(fù)載鈀催化劑對Heck反應(yīng)的催化性能。

⑤考察不同底物對反應(yīng)的影響。

2.2 實(shí)驗(yàn)方案

2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑

實(shí)驗(yàn)試劑詳見表1。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)儀器詳見表2。

2.2.3 殼聚糖負(fù)載鈀催化劑 (CS-Pd)的制備[27]

將0.167g PdCl2粉末溶解在加8mL HCI中，加入0.4g殼聚糖，攪拌0.5h，過濾，用20mL二次水洗滌，減壓過濾，然后再加入2mL純水，8mL 2%KOH，8 mL甲醛，50℃條件下攪拌反應(yīng)1h，洗滌過濾，樣品在50℃條件下真空干燥10h，得到產(chǎn)物

2.2.4 微乳液的配制

將2.5mL正庚烷溶解在6mL正丁醇中，逐漸加入5mL OP-10、6.5mL水和6.5mL丙二醇，在80℃攪拌15min，得到澄清透明的微乳液。

2.2.5 微乳介質(zhì)中殼聚糖負(fù)載鈀催化碘代苯與苯乙烯反應(yīng)[2]

在2mL微乳中加入2.0mmol碘代苯、2.2mmol苯乙烯、2.0mmol K2CO3，通氬氣后在 80℃恒溫油浴槽中預(yù)熱，20-30min后，加入0.04mmol（鈀含量） 催化劑。反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)數(shù)小時后加入去離子水和乙酸乙酯終止反應(yīng)，抽濾，濾液分層后水層用乙酸乙酯萃取3次，油相用水洗滌3次，將油相收集后濃縮。

2.2.6 兩相中殼聚糖負(fù)載鈀催化Heck反應(yīng)

在燒瓶中加入1mL去離子水，10mL DMF，2mmol碘代苯，2.2mmol苯乙烯，2.0mmol K2CO3，通氬氣后加入0.04mmol(鈀含量)殼聚糖負(fù)載鈀催化劑，升溫至80℃。反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)數(shù)小時后加入去離子水和乙酸乙酯終止反應(yīng)，抽濾，濾液分層后水層用乙酸乙酯萃取3次，油相用水洗滌3次，將油相收集后濃縮。

表1 實(shí)驗(yàn)試劑

表2 實(shí)驗(yàn)儀器

2.2.7 甘油中殼聚糖負(fù)載鈀催化Heck反應(yīng)

在燒瓶中加入10mL甘油，2mmol碘代苯，2.2mmol苯乙烯，2.0mmol K2CO3，通氬氣后加入0.04mmol(鈀含量)殼聚糖負(fù)載鈀催化劑，升溫至80℃。反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)數(shù)小時后，加入去離子水和乙酸乙酯終止反應(yīng)，抽濾，濾液分層后水層用乙酸乙酯萃取3次，油相用水洗滌3次，將油相收集后濃縮。

3 結(jié)語

擬通過以上實(shí)驗(yàn)，制備高活性的殼聚糖負(fù)載鈀催化劑，配制對一定范圍的溫度、鹽、堿變化穩(wěn)定的微乳，研究微乳介質(zhì)中殼聚糖負(fù)載鈀催化劑在Heck反應(yīng)中的催化性能，確定最佳反應(yīng)溫度和時間。比較在其它反應(yīng)介質(zhì)中殼聚糖負(fù)載鈀催化劑對Heck反應(yīng)的催化性能。因此本課題研究具有一定的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。