有机框架载体金催化剂催化偶联反应的活性
以水为介质的有机反应是绿色化学的一个重要分支.因为以水替代有机溶剂,能够很大程度地减轻化学生产对环境的危害.尽管很多研究者专注于研究类似于生物体内酶催化的均相催化剂,但均相催化剂难以从反应体系中分离也不便于重复使用,从而造成污染和浪费.尽管非均相催化剂在循环套用方面具有很大优势,但由于催化活性位的分散性和扩散限制等原因常常表现出很差的活性.近年来,金催化剂用于有机反应的研究被广泛地开展并取得很大成功.无论是实验研究还是理论预测均发现Au纳米粒子的尺寸大小对其催化活性至关重要.要取得高的催化活性,Au纳米粒子的平均尺寸应该小于5nm.然而,这种尺寸的Au纳米粒子通常很难从反应体系中分离出来而且在反应中它们之间易发生团聚而使活性降低.一般的设计思路是合成负载型的Au催化剂,但由于Au活性位易于从载体上脱落,持久性通常很差。
上海师范大学李和兴等人在水热条件下,ZrCl4与2, 2’-联吡啶-5, 5’-二甲酸(dipydc)配位聚合形成Zr基金属-有机框架化合物(Zr-MOF)。将HAuCl4乙醇溶液引入Zr-MOF中,Au3+离子被原位还原得到Au/Zr-MOF催化剂。由于高度分散的极细的金纳米粒子以及底物在催化剂微孔孔道中的吸附和扩散,Au/Zr-MOF催化剂在各种水介质的A3-偶联反应中显示出较高的活性。该催化剂便于回收和套用,在重复使用5次后,催化活性没有显著地降低。