金属卟啉/碳纳米管仿生催化剂的制备及其在Baeyer-Villiger氧化反应中的催化机理

利用金属卟啉环(TPP)上π电子与多壁碳纳米管(MWCNTs)上π电子之间的π-π堆积效应,成功制备了4种金属卟啉/多壁碳纳米管催化剂(FeTPPCl-π-π-c-MWCNTs、FeTPPCl-π-π-MWCNTs、SnTPP-π-π-cMWCNTs和SnTPP-π-π-MWCNTs)。实验表明,所制备产物可用于酮类化合物Baeyer-Villiger(B-V)氧化反应的仿生催化剂。当反应温度为50℃,1,2-二氯乙烷为溶剂,FeTPPCl-π-π-c-MWCNTs为催化剂,环己酮的转化率达到96%,ε-己内酯的收率为96%。另外,所制备的催化剂对于其他酮类化合物的B-V氧化也表现出良好的催化活性。进一步通过原位电子顺磁共振波谱和原位紫外光谱研究了环己酮的B-V氧化的反应历程,发现金属卟啉/碳纳米管仿生催化剂能同时提高自由基和金属卟啉高价活性物种的稳定性,这有利于增强金属卟啉仿生催化酮类化合物的活性。