利用Knoevenagel缩合反应合成聚集诱导发光型丙烯腈衍生物

传统发光材料由于聚集诱导荧光淬灭效应降低了实验教学的趣味性,开发反传统的荧光材料具有极其重要的研究意义。本文利用Knoevenagel缩合反应制备了一系列含有丙烯腈结构的荧光分子,将我国科学家引领的科学前沿——聚集诱导发光(AIE)引入实验教学,可有效增强学生的民族自豪感。通过本实验,不仅可以学习Knoevenagel缩合反应机理,掌握基础有机实验操作,而且还可提升学生学习兴趣,培养科学思维,有利于推动“有机实验”的课程思政建设。

双功能氧化石墨烯制备Pickering乳液用于Knoevenagel缩合

利用乙二胺(ED)对胺功能化氧化石墨烯(GO-NH_(2))表面改性得到GO-NH_(2)-ED,制备了系列Pickering乳液体系用于催化苯甲醛与丙二腈的Knoevenagel缩合反应,利用FTIR、TG、元素分析、Raman光谱等方法分析了GO-NH_(2)-ED的结构,研究了系列Pickering乳液的形貌、粒径分布及催化性能。实验结果表明,GO-NH_(2)-ED具有亲油亲水双功能,能形成尺寸小、密度大、分布窄的Pickering乳液,还能促进乳液对有机底物的吸附,乳液对Knoevenagel缩合反应的催化活性主要取决于催化体系表面的活性位点和乳液稳定性。其中,GO-NH_(2)(2)-ED(1)制备的Pickering乳液,在40℃下对苯甲醛与丙二睛Knoevenagel缩合反应的催化性能最优,苯甲醛转化率达到91%。GO-NH_(2)-ED制备的系列Pickering乳液具有良好的普适性,对芳香醛的催化活性较高,且循环使用5次后活性变化不大。

基于醚氧桥联四羧酸配体构筑的三个钴(Ⅱ)、铜(Ⅱ)和镉(Ⅱ)配位聚合物的合成、结构和在Knoevenagel缩合反应中的催化性质

采用水热方法,选用醚氧桥联四羧酸配体H_(4)dia与菲咯啉(phen)、2,2′-联吡啶(bipy)或双(4-吡啶基)胺(bpa)分别与CoCl_(2)·6H_(2)O、CuCl_(2)·2H_(2)O和CdCl_(2)·4H_(2)O在160℃下反应,得到了一个一维链结构[Co2(μ4-dia)(phen)2(H_(2)O)2]n(1)和2个三维网络结构的配位聚合物[Cu2(μ6-dia)(bipy)2]n(2)和{[Cd2(μ5-dia)(μ-bpa)2(H_(2)O)]·H_(2)O}n(3),并对其结构和催化性质进行了研究。研究表明,在50℃下配合物2在Knoevenagel缩合反应中显示出很好的催化活性。

壳聚糖固载碱性离子液体催化Knoevenagel缩合反应

通过壳聚糖与1-乙烯基-3-丁基氯化咪唑([VBIm]Cl)的自由基加成反应以及随后与KOH溶液的阴离子交换反应,制备了壳聚糖固载碱性离子液体催化剂(CS-NH-[EBIm]OH)。考察了该催化剂在苯甲醛与丙二腈的Knoevenagel缩合反应中的催化性能。结果表明:CS-NH-[EBIm]OH是催化Knoevenagel反应的高效多相催化剂,所得缩合产物(苯亚甲基丙二腈)的收率和选择性分别高达99.1%和100%。每次使用后的催化剂经简单处理后可以再循环使用4次而产物产率无明显下降。此外还发现CS-NH-[EBIm]OH对各种醛和丙二腈的Knoevenagel缩合反应表现出较高的催化活性。

基于{V_(18)O_(42)}多钒氧簇的设计合成及其催化Knoevenagel缩合反应性能

采用水热技术合成一例含钴的有机无机杂化多钒氧簇,其分子式为[Co(C_(8)H_(2)0N_(4))]4[Ⅳ^(V)_(13)Ⅴ^(V)_(5)O_(42)(Cl)]·6H_(2)O(1).研究表明,化合物1中[V_(13)^(Ⅳ)V_(5)^(Ⅴ)O_(42)(Cl)]^(8-)阴离子簇表面的富氧原子使其具有一定的Lewis碱性,其在苯甲醛与丙二腈的Knoevengel缩合反应中表现出优异的催化性能.室温下,30min内反应转化率和选择性可分别达到98%和100%;催化剂回收后至少可以重复使用4次,具有较好的循环稳定性.

生物催化Knoevenagel缩合反应研究进展

近年来,研究者们越来越关注Knoevenagel缩合反应的绿色合成方法。酶作为一种生物催化剂,催化Knoevenagel缩合反应不仅具有高选择性,还具有反应条件温和、绿色环保等优点。基于此,本文综述了部分生物催化剂催化Knoevenagel缩合反应的研究进展。

咪唑阴离子型碱性离子液体的合成及其催化Knoevenagel缩合反应

设计合成了由1-丁基-3-甲基咪唑阳离子与咪唑阴离子搭配的[bmim]Im新型碱性离子液体并对其碱性进行研究.[bmim]Im离子液体的碱性与[bmim]OH的碱性接近且强于[bmim]OAc.在水溶液及室温条件下,2%的[bmim]Im离子液体对系列芳香醛与活泼的亚甲基化合物之间的Knoevenagel缩合反应具有较好的催化性能,目标产物的收率达到86%～95%,选择性为100%.同时,该催化剂体系具有良好的循环性能.

Knoevenagel缩合反应研究的新进展

综述了近年来Knoevenagel缩合反应研究的新进展,包括微波、超声波、固相合成、离子液体等新技术新试剂在该反应中的应用.

酸碱双功能MgO/HMCM-22催化剂上Knoevenagel缩合反应

采用浸渍法制备了一系列MgO改性催化剂MgO/HMCM-22,利用X射线衍射、N2物理吸附-脱附、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、NH3及CO2程序升温脱附等技术对所制催化剂进行了表征.结果表明,MgO改性后MCM-22分子筛仍保持原有的结构;随着MgO负载量的增加,催化剂的碱强度和碱含量显著增加,而强酸含量明显减少,弱酸酸位有所增加.以Knoevenagel缩合为探针反应,考察了所制催化剂的性能.在优化的反应条件下,MgO/HMCM-22上苯甲醛转化率高达92.6%.催化剂MgO/HMCM-22和MgO/NaMCM-22的催化性能明显优于HMCM-22和MgO.酸中心和碱中心均对该缩合反应起着重要的促进作用.MgO/HMCM-22对Knoevenagel缩合反应显示出较高的催化活性,体现出明显的酸碱协同催化作用.

酸性沸石分子筛催化Knoevenagel缩合反应

在高硅 /铝比的酸性沸石分子筛HY上实现了Knoevenagel缩合反应 .Br nsted酸和Lewis酸均可催化Knoevenagel缩合反应 .考察了羰基化合物和活泼亚甲基化合物的反应活性顺序 .结果表明 ,羰基化合物的羰基极化程度越高 ,反应越容易进行 ;不同于碱催化时的Knoevenagel缩合反应 ,活泼亚甲基化合物的活泼氢的酸性并不是影响其反应活性的重要因素 .

无溶剂微波辐射下的Knoevenagel缩合反应

采用固体氢氧化钠为催化剂 ,在无溶剂微波辐射下芳香醛与活泼亚甲基化合物发生knoeve nagel缩合反应 ,合成了一系列苄叉基化合物 ,测定了产物的熔点 ,并利用红外光谱、核磁共振及质谱对部分产物的结构进行了表征 ;同时对微波加速反应的机理进行了探讨 .结果表明 ,该方法不但化学选择性好、反应时间短 ( 1.5～ 4min)、产率高 ( 73%～ 95 % ) ,而且产物易处理 ,对环境污染小 .

酸碱双功能催化剂CaO/HMCM-22催化Knoevenagel缩合反应

以Ca(NO3)2为钙源,采用浸渍法制备了一系列Ca改性MCM-22分子筛催化剂,并采用XRD、FT-IR、TPD对催化剂进行了表征。结果表明,钙改性后MCM-22分子筛仍保持原有的结构;当负载量较低时,CaO在MCM-22分子筛表面高度分散;随着CaO负载量的增加,催化剂的碱强度和碱含量显著增加,而强酸含量明显减少,弱酸酸位有所增加。以苯甲醛与氰乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应为探针反应,考察了催化剂的性能。结果发现,当负载量为5.0%,反应物摩尔比1:1,催化剂用量为总反应物质量的3.0%,乙醇为溶剂,353 K下反应4 h时,苯甲醛转化率高达88.9%,优于未经改性的HMCM-22(6.6%)和单一钙改性的CaO/MCM-22(62.4%),体现出明显的酸碱协同催化作用。

碱性功能化离子液体催化Knoevenagel缩合反应

合成了碱性功能化离子液体氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]OH),研究了将其作为催化剂催化芳香醛和丙二氰、氰基乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应。结果表明,在无溶剂条件下,采用摩尔分数为5%的该碱性功能化离子液体催化剂量,无需加入其它催化剂,能在较温和条件下催化Knoevenagel缩合反应,产率达81%～97%。在该反应体系中考察了一系列芳香醛和丙二氰、氰基乙酸乙酯的缩合反应,并推测了Knoeve-nagel缩合反应的机理,芳香醛与氰基乙酸乙酯缩合产物经1HNMR检测为E式烯烃。反应操作和后处理简单方便,离子液体通过简单的处理即实现回收利用。以苯甲醛和丙二氰为反应底物的模板反应,离子液体循环使用,其催化活性未明显降低,第3次使用时产率为86%。

功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑噁盐催化的Knoevenagel缩合反应

在无溶剂条件下 ,采用催化量的功能化离子液体氯化 1 甲基 3 羟乙基咪唑盐作为催化剂 ,在 80℃条件下顺利地催化一系列芳醛和活泼亚甲基化合物进行Knoevenagel缩合反应 ,以 82 %～ 97%的产率生成相应E 式烯烃 .反应在中性条件下进行 ,条件温和 ,产率高 。

氨水改性氧化石墨烯高效催化Knoevenagel缩合反应

通过浸渍法制备了氨水改性氧化石墨烯，考察了其在苯甲醛和丙二腈的Knoevenagel缩合反应中的催化性能。通过X射线粉末衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、NH3程序升温脱附（NH3-TPD）、元素分析等对催化剂进行了表征，考察了工艺条件对其催化剂性能的影响。结果表明：氨水改性氧化石墨烯可以有效地将NH＋4固载于氧化石墨烯表面；氧化石墨烯经氨水改性后在苯甲醛和丙二腈的Knoevenagel缩合反应中表现出良好的催化性能，随着改性实验中氨水质量分数的增加，催化剂的活性不断增加。以质量分数5％的氨水为改性剂制备的催化剂（AW-GO-5％）在60℃、4h下催化苯甲醛和丙二腈的Knoevenagel缩合反应，苯甲醛的转化率高达93．6％，产物苄亚基丙二腈的选择性为94．8％，该催化剂重复使用4次后催化活性仍较高。

微波辐射和加热条件下的无催化剂无溶剂Knoevenagel缩合反应

芳香醛和丙二腈在无催化剂无溶剂存在下在微波辐射或加热条件下可以发生Knoevenagel缩合反应 。

室温无溶剂条件下醋酸锌催化的Knoevenagel缩合反应

以醋酸锌作为催化剂,在室温无溶剂条件下催化芳香醛与活泼亚甲基化合物发生Knoevenagel缩合反应,其反应条件温和,产率最高可达100%,产品纯度好,操作和后处理简单.

脯氨酸离子液体催化Knoevenagel缩合反应(英文)

改进了1-丁基-3-甲基咪唑L-脯氨酸([bmim][Pro])功能化离子液体的合成路线,并将该离子液体用于催化含活泼亚甲基化合物与醛或酮的Knoevenagel缩合反应.在水介质中,室温下,该离子液体可快速催化上述Knoevenagel缩合反应,并选择性生成α,β-不饱和羰基化合物且分离收率可达到88%～97%.该脯氨酸离子液体循环重复使用6次后,催化活性没有明显的下降.此外,初步探讨了其催化过程机理.

有机胺修饰稀土金属有机骨架:用于Knoevenagel缩合反应的三种固体碱催化剂（英文）

稀土金属有机骨架(Ln-MOFs)是利用有机配体和稀土离子之间配位自组装形成的具有超分子多孔网络结构的类沸石材料,其优点是稳定性好,一般不溶于常规的有机和无机溶剂,并且孔径、孔形及孔表面性质可通过其构建分子的选择或修饰进行灵活设计和制备.稀土离子性能独特,有机配体种类繁多,将稀土离子与有机配体可控组装可获得许多结构多样、性能优异的Ln-MOFs材料.这些功能材料已在气体吸附与分离、发光器件、化学传感以及磁性材料等多方面显示出潜在应用价值.特别是Ln-MOFs材料作为非均相催化剂具有热稳定性高、比表面积大以及稀土离子配位环境多样等优点,近年来受到国内外研究者关注和重视.后合成修饰法(PSM)是利用MOFs骨架中不饱和配位的金属离子或潜在的有机反应基团,通过配位键或共价键方式引入有机或无机分子,制备具有新功能的骨架材料.本文采用PSM策略,将三种不同的有机二胺后合成修饰到具有配位不饱和位点的稀土金属有机骨架[Er(btc)]的孔道中,得到三种固体碱催化剂:Er(btc)(ED)0.75(H2O)0.25(2),Er(btc)(PP)0.55(H2O)0.45(3)和Er(btc)(DABCO)0.15(H2O)0.85(4).其中,btc为1,3,5-均苯三甲酸,ED为乙二胺,PP为哌嗪,DABCO位为三乙烯二胺.单晶结构分析表明,在[Er(btc)(H2O)]·DMF0.7(1)中,铒离子与六个btc配体的六个羧酸氧原子和一个水分子配位,形成变形的五角双锥几何构型.每个btc配体连接六个铒离子构成具有一维开放孔道(0.7 nm?0.7 nm)的三维立体结构.重要的是,孔道中的配位水分子和游离DMF分子可通过真空加热除去而不影响其骨架结构(热稳定性达500 oC),这将有利于对其进行后合成修饰.热重分析(TGA)表明,催化剂2在25–300 oC失去孔道中配位的乙二胺和水分子;催化剂3在250 oC之前失去孔道中的哌嗪和水分子;催化剂4则在100 oC之前失去孔道中配位的三乙烯二胺和水分子.粉末X射线衍射(PXRD)结果显示,后合成修饰过程并没有改变催化剂骨架的稳定性,其稳定性在空气中超过30 d.氮气吸附实验表明,Ln-MOF 1的比表面积和孔体积分别为2000 m2/g和0.75 cm3/g,平均孔尺寸为0.65 nm,与晶体结构分析结果基本一致.相比之下,后合成修饰的催化剂2的比表面积明显降低,为650 m2/g,而催化剂3和4由于后修饰较大体积的二胺分子(哌嗪和三乙烯二胺),表现出可忽略的氮气吸附能力.上述结果表明,催化剂2具有较高的有机胺负载量、较高的热稳定性和多孔性.采用苯甲醛和丙二腈的Knoevenagel缩合反应研究了三种固体碱的非均相催化能力.结果表明,在相同反应条件下,催化剂2具有很好的首次催化能力(99%),优于催化剂3(93%)和4(63%).并且,催化剂2循环使用三次后,催化能力几乎没有改变,而催化剂3和4的催化能力则逐渐降低,催化剂4在第三次使用时已无催化能力.滤出实验显示,催化剂2在反应过程中无活性物种离去进入液相体系中,即无乙二胺分子从催化剂骨架孔道中离去,证明其为非均相催化本质.而催化剂3和4则在反应过程中有二胺分子离去,进入反应液相中,从而导致其循环使用催化能力降低.催化剂2的底物择形催化反应结果显示,先是丙二腈分子进入催化剂孔道中,形成碳负离子,然后亲核进攻醛分子生成产物.因此,体积较大的腈衍生物因不能进入孔道而不能发生反应,而体积较大的醛分子则不受影响,能顺利地发生反应.

有序介孔胺化的聚合物材料的合成及在Knoevenagel缩合反应中的催化性能

通过氯化和胺化等手段对有序介孔聚合物材料(FDU-16)进行功能化,成功地将胺基引入到介孔聚合物骨架中,制备出新型有序介孔固体碱催化材料.X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附及透射电子显微镜(TEM)表征结果表明,功能化后的固体碱材料依然保持高度有序性;红外表征结果表明,大量的胺基被引入到材料的骨架中.在Knoevenagel缩合中,这种新型有序介孔固体碱材料表现出比功能化的介孔二氧化硅等材料更高的催化活性,这主要归因于其具有较高的比表面积、较强的碱性以及较多的活性中心.