摘要
Abstract
第一章 磷酸锆及其衍生物研究进展 1.1 引言 1.2 磷酸锆的制备、结构与性质 1.2.1 磷酸锆的制备方法 1.2.2 磷酸锆的结构 1.2.3 磷酸锆的性质 1.3 磷酸锆的离子交换反应研究概况 1.4 磷酸锆及其衍生物插层化学研究进展 1.4.1 插层化合物的制备方法 1.4.2 插层反应机理 1.4.3 磷酸锆及其衍生物插层客体类型 1.4.3.1 醇 1.4.3.2 有机胺 1.4.3.3 氨基酸、蛋白质、酶等生物分子 1.4.3.4 杂环化合物与染料 1.4.3.5 金属配合物 1.4.3.6 大环化合物 1.5 磷酸锆及其衍生物催化剂在有机反应中的研究进展 1.5.1 脱缩反应 1.5.1.1 醇脱水 1.5.1.2 糖脱水反应 1.5.1.3 酯化、缩醛与缩酮反应 1.5.1.4 Knoevenagel 缩合反应 1.5.1.5 其它缩合反应 1.5.2 氧化反应 1.5.3 氧化脱氢反应 1.5.4 还原反应 1.5.4.1 加氢反应 1.5.4.2 其它还原反应 1.5.5 加成反应 1.5.5.1 羰基化反应 1.5.5.2 其它加成反应 1.5.6 取代反应 1.5.7 异构化反应 1.5.8 聚合反应 1.6 磷酸锆及其衍生物在其它领域中应用 1.7 膦酸锆、杂化磷酸锆研究简况 1.8 论文选题的背景、目的和意义
第二章 α-氨甲基膦酸衍生物的合成与表征 2.1 引言 2.1.1 伯胺与卤代甲基膦酸反应 2.1.2 双甲基膦酸四烷基酯水解 2.1.3 类Mannich 反应 2.2 实验部分 2.2.1 仪器与试剂 2.2.2 α-氨甲基膦酸衍生物的制备 2.3 结果与讨论 2.3.1 α-氨甲基膦酸衍生物的合成收率 2.3.2 α-氨甲基膦酸衍生物的红外光谱分析 2.3.3 α-氨甲基膦酸衍生物的1H NMR 分析 2.3.4 α-氨甲基膦酸衍生物的31P NMR 分析 2.3.5 α-氨甲基膦酸衍生物的pH 滴定分析 2.3.6 α-氨甲基膦酸衍生物的结构与物化性质 2.4 本章小结
第三章 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的合成、表征及插层性能研究 3.1 引言 3.2 实验部分 3.2.1 仪器与试剂 3.2.2 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的制备 3.2.3 插层化合物的制备 3.2.3.1 苯胺的插层反应 3.2.3.2 醇的插层反应 3.2.4 苯胺的氧化聚合反应 3.3 结果与讨论 3.3.1 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的合成与表征 3.3.1.1 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的合成收率 3.3.1.2 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的XRD 分析 3.3.1.3 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的红外光谱分析 3.3.1.4 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的拉曼光谱分析 3.3.1.5 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的SEM 分析 3.3.1.6 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的热分析 3.3.1.7 烷基-N,N-双甲基膦酸锆的层间距分析及结构模型 3.3.2 苯胺的插层反应 3.3.2.1 插层化合物的XRD 分析 3.3.2.2 插层化合物的红外光谱分析 3.3.2.3 插层化合物的拉曼光谱分析 3.3.2.4 插层化合物的TG-DSC 分析 3.3.2.5 插层化合物的层间距分析及苯胺客体分子在主体中的排列方式 3.3.3 醇的插层反应 3.3.4 苯胺的氧化聚合反应 3.4 本章小结
第四章 脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的合成、表征、插层及催化性能研究. 4.1 引言 4.2 实验部分 4.2.1 仪器与试剂 4.2.2 脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的制备 4.2.3 插层化合物的制备 4.2.3.1 烷基胺的插层反应 4.2.3.2 氨基酸的插层反应 4.2.4 烷基单胺插层化合物吸附酚实验 4.2.5 固体碱的制备 4.2.6 固体碱强度及碱量的测定 4.2.7 固体碱催化反应 4.3 结果与讨论 4.3.1 脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的合成与表征 4.3.1.1 脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的合成及收率 4.3.1.2 层状脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的XRD 分析 4.3.1.3 层状脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的红外光谱分析 4.3.1.4 层状脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的拉曼光谱分析 4.3.1.5 层状脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的31P MAS NMR 分析 4.3.1.6 层状脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的热分析 4.3.1.7 层状脯氨酸-N-甲基膦(磷)酸锆的层间距分析和结构模型 4.3.2 烷基单胺的插层反应 4.3.2.1 插层化合物的XRD 分析 4.3.2.2 插层化合物的红外光谱分析 4.3.2.3 插层化合物的~(31)P MAS NMR 分析 4.3.2.4 插层化合物的热分析 4.3.2.5 插层化合物的层间距分析及客体分子在主体中的排列方式 4.3.3 碱性氨基酸的插层反应 4.3.3.1 插层化合物的XRD 分析 4.3.3.2 插层化合物的红外光谱分析 4.3.3.3 插层化合物的拉曼光谱分析 4.3.3.4 插层化合物的热分析 4.3.3.5 插层化合物的层间距分析及客体分子在主体中的排列方式 4.3.5 烷基单胺插层化合物的吸附性能 4.3.6 固体碱催化剂的研究 4.3.6.1 固体碱的红外光谱分析 4.3.6.2 固体碱的热重分析 4.3.6.3 固体碱碱强度和碱量 4.3.6.4 固体碱催化反应结果 4.3.6.5 固体碱催化反应机理 4.4 本章小结
第五章 甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的合成、表征、插层及催化性能研究 5.1 引言 5.2 实验部分 5.2.1 仪器与试剂 5.2.2 不同x 值的层状甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的合成 5.2.3 插层化合物的制备 5.2.4 固体碱的制备、碱强度及碱量的测定及催化 Knoevenagel 反应 5.2.5 甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆固载钯配合物的合成 5.2.6 Suzuki 反应通法 5.3 结果与讨论 5.3.1 甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的合成与表征 5.3.1.1 甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的合成及收率 5.3.1.2 层状甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的XRD 分析 5.3.1.3 层状甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的红外光谱分析 5.3.1.4 层状甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的SEM 分析 5.3.1.5 层状甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的热分析 5.3.1.6 层状甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的层间距分析及结构模型 5.3.2 甘氨酸-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的插层反应 5.3.2.1 插层化合物的XRD 分析 5.3.2.2 插层化合物的红外光谱分析 5.3.2.3 插层化合物的SEM 分析 5.3.2.4 插层化合物的热分析 5.3.2.5 插层化合物的层间距分析及客体分子在空间的排列方式. 5.3.3 固体碱催化剂的研究 5.3.3.1 固体碱的红外光谱分析 5.3.3.2 固体碱的热重分析 5.3.3.3 固体碱碱强度和碱量 5.3.3.4 固体碱催化性能 5.3.3.5 固体碱催化反应机理 5.3.4 催化Suzuki 反应 5.4 本章小结
第六章 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的合成、表征、插层及催化性能研究 6.1 引言 6.2 实验部分 6.2.1 仪器与试剂 6.2.2 层状苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的制备 6.2.3 插层化合物的制备及吸附实验 6.2.3.1 振荡法制备插层化合物 6.2.3.2 回流法制备插层化合物 6.2.3.3 烷基单胺插层化合物吸附酚实验 6.2.3.4 烷基多胺插层化合物吸附甲醛实验 6.2.4 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆多胺配体固载钯配合物的合成 6.2.4.1 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的合成 6.2.4.2 氯甲基化苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的合成 6.2.4.3 氯甲基化苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆固载多胺配体的合成 6.2.4.4 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆多胺配体固载钯配合物的合成 6.2.5 Suzuki 反应通法 6.3 结果与讨论 6.3.1 影响层状苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆制备的因素 6.3.1.1 n(F-)/n(Zr~(4+))的影响 6.3.1.2 n(H_3PO_4)/n(Zr~(4+))的影响 6.3.1.3 Zr~(4+)浓度的影响 6.3.1.4 反应温度的影响 6.3.1.5 pH 的影响 6.3.1.6 反应容器的影响 6.3.2 层状苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的表征 6.3.2.1 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的XRD 分析 6.3.2.2 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的红外光谱分析 6.3.2.3 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的拉曼光谱分析 6.3.2.4 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的SEM 分析 6.3.2.5 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的TG-DSC 分析 6.3.2.6 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆的层间距和结构模型 6.3.3 烷基单胺的插层反应 6.3.3.1 溶剂对插层反应的影响 6.3.3.2 烷基单胺用量对插层反应的影响 6.3.3.3 烷基单胺插层化合物的XRD 分析 6.3.3.4 烷基单胺插层化合物的红外光谱分析 6.3.3.5 烷基单胺插层化合物的拉曼光谱分析 6.3.3.6 烷基单胺插层化合物的SEM 分析 6.3.3.7 烷基单胺插层化合物的热分析 6.3.3.8 烷基单胺插层化合物的层间距分析及客体分子在主体中的排列方式 6.3.4 烷基多胺的插层反应 6.3.4.1 溶剂对插层反应的影响 6.3.4.2 烷基多胺用量对插层反应的影响 6.3.4.3 烷基多胺插层化合物的XRD 分析 6.3.4.4 烷基多胺插层化合物的红外光谱分析 6.3.4.5 烷基多胺插层化合物的SEM 分析 6.3.4.6 烷基多胺插层化合物的热分析 6.3.4.7 烷基多胺插层化合物的层间距分析及客体分子在主体中的排列方式 6.3.5 杂环化合物的插层反应 6.3.6 插层反应机理 6.3.7 插层化合物的吸附性能 6.3.7.1 烷基单胺插层化合物吸附酚实验结果 6.3.7.2 烷基多胺插层化合物吸附甲醛实验结果 6.3.8 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆多胺配体固载钯配合物的分析表征 6.3.9 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆多胺配体固载钯配合物催化Suzuki反应 6.3.9.1 苄基-N,N-双甲基膦(磷)酸锆多胺配体固载钯配合物催化剂的筛选 6.3.9.2 碱对Suzuki 反应的影响 6.3.9.3 溶剂对Suzuki 反应的影响 6.3.9.4 反应时间、温度对Suzuki 反应的影响 6.3.9.5 催化剂用量对Suzuki 反应的影响 6.3.9.6 底物的影响 6.3.9.7 催化剂的重复使用性 6.4 本章小结
第七章 磷酸锆-氨基酸的超分子插层组装及催化Aldol 反应研究 7.1 引言 7.2 实验部分 7.2.1 仪器与试剂 7.2.2 直接沉淀法制备层状α-ZrP 7.2.3 α-ZrP-氨基酸插层化合物的制备 7.2.3.1 微波辐射法制备α-ZrP-氨基酸插层化合物 7.2.3.2 超声波震荡法制备α-ZrP-氨基酸插层化合物 7.2.3.3 回流法制备α-ZrP-氨基酸插层化合物 7.2.4 水相中α-ZrP-氨基酸插层化合物催化丙酮与对硝基苯甲醛的aldol反应 7.3 结果与讨论 7.3.1 α-ZrP 的制备与表征 7.3.2 不同插层方法对α-ZrP-氨基酸插层组装的影响 7.3.2.1 微波辐射法对α-ZrP-氨基酸插层组装的影响 7.3.2.2 超声波震荡法对α-ZrP-氨基酸插层组装的影响 7.3.2.3 回流法对α-ZrP-氨基酸插层组装的影响 7.3.2.4 α-ZrP-氨基酸插层化合物的红外光谱分析 7.3.2.5 α-ZrP-氨基酸插层化合物的热分析 7.3.2.6 α-ZrP-氨基酸插层化合物的层间距分析及客体分子在空间的排列方式 7.3.3 水相中α-ZrP-His 插层化合物催化丙酮与对硝基苯甲醛的aldol 反应结果 7.3.3.1 温度对反应的影响 7.3.3.2 反应物配比对反应的影响 7.3.3.3 α-ZrP-His 插层化合物用量对反应的影响及催化剂的重复使用性能 7.3.3.4 α-ZrP-His 插层化合物催化反应机理 7.4 本章小结
第八章 结论与展望 8.1 主要结论 8.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文、著作和研究项目
致谢