高效自负载型烯烃复分解催化剂的合成及催化性能研究

钌催化剂的回收再利用是烯烃复分解领域研究的热点之一。本项目首次以四苯烷烃和Grubbs第二代催化剂为骨架，基于分子自组装原理，设计合成新颖的、具有自负载功能的钌烯烃复分解催化剂。在新形成的催化体系中，催化活性位点被镶嵌于孔道内部，负载量大，催化活性保持时间较长，能有效提高催化剂催化效率，可实现多次回收。由于钌中心被牢牢地束缚在骨架上，进而可解决催化剂在回收过程中的流失和钌残余的污染问题，甚至有可能通过控制催化剂自身孔道的大小来实现催化剂对底物的选择性。与传统非均相固载催化具有相同优点，即在催化反应结束后，仅通过简单过滤就可以达到催化剂与产物分离回收的目的。此项课题为烯烃复分解催化剂提出了一种新型的固载模式，不仅可以应用于烯烃复分解反应方面，而且可推广至其它催化体系，具有重要的理论意义和实用价值。

本项目以四苯烷烃和Grubbs第二代催化剂为骨架，基于分子自组装原理，设计合成了两种具有自负载功能的钌卡宾烯烃复分解催化剂，并成功实现了催化剂的回收再利用。此项课题为烯烃复分解催化剂提出了一种新型的固载模式，不仅可以应用于烯烃复分解反应方面，而且可推广至其它催化体系，具有重要的理论意义和实用价值。我们还设计、合成了一系列结构新颖的羰基修饰的钌卡宾烯烃复分解催化剂, 并通过单晶X-ray解析了其分子结构。催化研究表明，羰基的引入使催化剂的催化活性显著提高。一种结构新颖的、离子型的钌卡拜烯烃复分解催化剂也被合成。催化研究表明，该催化剂具有较好的催化活性，较高的选择性和耐热性。含碳硼烷修饰的钌烯烃复分解催化剂也被合成了，并对催化剂的催化活性进行了测试，结果表明其具有很好催化活性。除此之外，我们还完成了一种高效的喹啉类衍生物的合成方法。该方法从硝基化合物出发，不需要过渡金属催化，且反应条件温和，为喹啉衍生物的合成提供了一个新的原子经济型方法。