改性铜镁铝水滑石手性催化Aldol缩合反应文献综述

 2021-10-24 15:29:14

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类水滑石(LDHs)是一种层状双金属氢氧化物,由带正电荷的金属阳离子板层和带负电荷的阴离子(CO32、Cl等)调配而成,并且有层状结构[ 1],类水滑石的板层结构类似水镁石,主体为正八面体结构,其中阳离子主要由二价阳离子(Mg2 , Al3 , Zn2 , Cu2 , Ca2 等)和半径差不多大的三价阳离子(如Al3 , Co3 , Mn3 ,Ni3 等)构成,三价阳离子与二价阳离子可以相互取代,同时板层阳离子和层间阴离子相互平衡,整体结构呈现电中性状态,结晶水占据层板间其他空间。

因此可以通过调配板层阳离子和层间阴离子实现分子组装的多样化,合成多功能和多结构的新材料[ 2-5]。

类水滑石化合物常见的制备方法有五种:共沉淀法、离子交换法、水热合成法、培烧还原法和诱导水解法。

由于类水滑石独特的层状结构,使其具有酸碱特性[6]、热稳定性、层间阴离子可交换性[ 7]、记忆效应[8]及晶体大小可调性[9]。

由于类水滑石的独特结构特点和性能优势,被广泛应用于水污染[11]和大气污染治理[10];用作催化剂载体、氧化催化剂、还原催化剂、酸碱催化剂,参与苯羟基化、乙醇制氢、酯交换和烯烃的环氧化[12-15];作为阻燃材料[16] 起到隔绝氧气、减少可燃气体浓度和降低温度的作用;可以作为助剂、抑菌剂、润滑剂[17]应用于功能催化等领域。

类水滑石较为经济的价格和诸多优异的性能将会使其成为工业、民用等诸多领域广泛应用的材料,如何更加简单的制备和改性类水滑石将会是以后研究的重点。

2. Aldol反应简介Aldol反应是一类生成C-C键的重要反应,其反应历程为具有α-氢原子的醛或酮在一定条件下先转变为烯醇负离子,再与羰基化合物发生加成反应,形成β-羟基羰基化合物[18]由于该反应产物具有立体选择性,因此一直是各界学者研究的热点。

近年来,人们针对Aldol反应设计开发了多种新型酸碱双功能催化剂[19-21],但部分催化剂存在价格昂贵、制备工艺复杂等问题,严重阻碍了新型催化剂的工业化推广。

造成这些问题的主要原因是合成催化剂材料成本较高以及催化剂基体改性困难,解决问题的关键在于选择合适的基体材料。

类水滑石材料是廉价易得的碱催化材料,具有较好的热稳定性与可加工性,适合作为酸碱双功能催化剂的基体,能极大降低催化剂的制备成本,类水滑石材料还拥有层间阴离子可交换性与记忆效应等特点,这些都为酸性位的引入创造了有利的条件。

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