羰基合成与选择氧化国家重点实验室（OSSO）知识库

绿色化学作为当前化工研究的前沿领域，吸引了众多研究工作者致力于改进传统的化学合成方法，寻求更新、对环境更友好的化学合成路线。离子液体的出现为绿色化学开辟了一条极具新颖性和研究价值的道路。与传统溶剂相比，离子液体作为绿色溶剂能够为反应更好的反应环境，提高催化剂活性、稳定性和选择性。然而，离子液体的使用存在用量大，价格昂贵，重复使用性差以及后处理繁琐等缺点。在此背景下，固载化离子液体应运而生。固载化离子液体将离子液体的优点与固相载体的优势相结合，实现离子液体的多相化应用，在固体载体表面为反应提供类似于离子液体溶剂的微反应环境。经过多年发展，离子液体固载化的形式逐渐多样化，其中包括浸渍、包覆以及嫁接等。另一方面，钯在金属有机化学方面具有丰富的反应性, 作为催化剂的活性中心, 有很高的催化活性。钯催化剂在有机合成中的应用有着举足轻重的地位，但钯是一种贵金属，生产中钯的应用会增加生产成本，因而迫切需要开发高效的、经济型钯催化剂。

基于以上背景，本论文主要探索设计新型固载化离子液体，并将其作为Pd催化剂载体，寄希望于能够充分结合固载化离子液体以及金属钯催化剂在催化反应中的优势。我们选择聚合法实现对离子液体的固载，离子液体聚合物中所包含的离子液体片段不仅可以作为催化活性中心的配体，而且也可作为催化活性中心的溶剂协助固载活性中心，同时还可以通过改变阴阳离子的结构调节催化剂表面活性中心周围的微环境。我们设计合成新型的离子液体聚合物及其负载的金属钯催化材料，考察催化材料的催化性能，通过调整催化材料结构，优化反应条件等手段，发展具有高活性、高选择性、高稳定性以及重复使用性能优异的催化材料。

在第二章中，通过自由基聚合的方式合成烷基链链接的含胺基和不含胺基的两种双咪唑嗡盐离子液体聚合物。以Na₂PdCl₄为钯源，通过离子交换的方式负载到离子液体聚合物上，经硼氢化钠还原后得到离子液体聚合物负载Pd纳米颗粒催化剂。利用多种表征手段研究聚合物中离子液体比例以及胺基的引入对金属纳米颗粒尺寸及分散程度的影响。将该类催化剂应用于羰化Suzuki偶联反应，展现出较好的活性和底物适应性。而且，催化剂具有较好的稳定性，连续使用5次后活性没有明显降低。热过滤和汞中毒实验说明活性Pd物种在反应过程中浸出到溶液中，反应完成后重新被捕获到聚合物上。

论文第三章中，通过自由基聚合的方式合成烷基链链接的双咪唑嗡盐离子液体聚合物，碱性条件下离子液体聚合物中咪唑环C-2位脱质子形成卡宾，将卡宾作为稳定钯催化剂的结构单元。用醋酸钯作为钯源，经卡宾配体配位分散到离子液体聚合物上，硼氢化钠还原得到卡宾稳定的小尺寸钯纳米颗粒。该催化剂能够高效、高选择性实现芳香硝基化合物的催化加氢，并且稳定性极好，循环使用十次以上活性没有明显降低。