锚合膦配体修饰的多相催化剂在氢甲酰化中的研究

本项目将均相催化体系中著名的配体修饰效应引入传统的多相催化体系中，使用锚合的不同膦配体来修饰多相催化剂，使催化剂上配体与金属组分均被直接固定到载体上，同时配体与金属之间通过配位键原位生成催化活性物种，从而开发一种具有高活性、高稳定性的多相催化剂用于催化烯烃的氢甲酰化反应。以低碳烯烃（丙烯和乙烯）的氢甲酰化反应为探针反应，运用原位谱学表征手段，对催化剂的结构以及反应活性中心的形成及性质进行深入探究，理解多相催化剂上配体加速反应速率和提高选择性等现象，揭示纳米孔道中多相催化剂和配体原位生成催化活性物种的反应机理和本质，以及孔道限阈效应对锚合的膦配体修饰的多相催化剂的影响，为进一步关联均相催化和多相催化提供科学依据和科学方法。

本项目按计划设计、合成了不同长度，不同官能团的膦配体，并将膦配体锚合修饰多相催化剂制备了锚合膦配体修饰的多相催化剂。由于这类催化剂上配体和金属组分均被直接固定到载体上，同时配体与金属之间通过配位键原位生成催化活性物种，因而，该催化剂在烯烃的氢甲酰化反应中表现出高稳定性和高活性。通过改变膦配体的长度和官能团，提高了膦配体的柔韧性，增加了锚合膦配体与金属配位的机会，因而大幅度提高了锚合膦配体修饰的多相催化剂的催化性能。本项目还研究了载体和助剂对催化剂性能的影响，制备了助剂和锚合膦配体同时修饰的多相催化剂，催化活性得到进一步提升。在此基础上，本项目运用TPR、TPD、MAS NMR、原位FTIR、CO程序升温脱附等表征手段对催化剂的结构以及反应活性中心的形成及性质进行深入探究。本项目的研究结果有助于深入理解多相催化剂上的配体效应和配体作用，以及多相催化剂上配体和金属原位生成活性物种的反应机理和本质，为均相催化和多相催化之间架设桥梁，为提高多相催化剂的催化性能提供科学方法和科学依据。