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Mg / Al水滑石-金纳米粒子杂化材料催化烯烃环氧化

        烯烃的环氧化是非常重要的有机转化,因为所得的纯环氧化物是非常有用的中间体,环氧化反应的研究一直是有机化学的一个重要课题。粘土常用于醇氧化或苯乙烯的环氧化,而纳米粒子也常用于催化反应,再加上分散粘土催化剂的应用有了一定的发展,因此,一种含有金纳米粒子的块体或胶体粘土催化剂可能具有催化烯烃环氧化的能力。
        2018年2月葡萄牙里斯本大学和英国剑桥大学的几位研究者发表在《Journal of Catalysis》的一项研究中,研究者们利用茶叶制成的提取液,从四氯金酸中还原出金纳米粒子AuNP。然后,将购买的Mg/Al水滑石(HT)用氯化钠与盐酸插入Cl-,再加入氨基酸(半胱氨酸cys或蛋氨酸met),形成插入氨基酸的水滑石HT-AA(AA=cys或met)。接着,一份HT-AA加入AuNP,制成块体催化剂HT-AA-Au:另一份加入甲酰胺,离心形成胶体状态催化剂EXHT-AA-Au。通过XRD、TGA、TEM、UV/Vis和DRUV等手段对样品的结构和组成进行表征,证明了上述催化剂的制备是成功的。最后,研究员们使用不同状态、不同氨基酸的四种催化剂分别于六种烯烃进行了催化反应。对于烯烃环氧化的标志——环辛烯,催化剂对环氧化物的选择性最高可达97%,含met的催化剂明显比含cys的催化剂效果好。总的实验结果表明,块体或胶体、半胱氨酸(cys)或蛋氨酸(met)、不同结构的烯烃都对反应中的选择性和转化率有明显的影响。
        作者表示,他们成功制备了一组具有Au纳米粒子的粘土催化剂:HT-AA-Au和EXHT-AA-Au(AA=cys或met),并且他们能够催化烯烃的环氧化反应。这些催化剂对环氧化物具有很高的选择性,但在某些情况下,底物转化率并不理想。除此之外,作者认为,分散状态(如胶体)的粘土催化剂具有较高的催化潜力(来源:QYIM & AMSC WJ HUANG 编报)

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