UMCM-1-NH2的后合成修饰及在制备β-氨基醇反应中的应用

doi:10.7503/cjcu20160551

高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (11): 2012.doi: 10.7503/cjcu20160551

UMCM-1-NH₂的后合成修饰及在制备β-氨基醇反应中的应用

刘鸿, 王正仁, 陈恒泽, 张锐昌, 陈超(), 张宁()

南昌大学化学学院应用化学研究所, 南昌 330031

收稿日期:2016-07-29 出版日期:2016-11-10 发布日期:2016-10-21
作者简介:联系人简介: 陈超, 男, 博士, 教授, 主要从事MOFs材料合成与催化研究. E-mail: chaochen@ncu.edu.cn; 张宁, 男, 博士, 教授, 主要从事多相催化研究. E-mail: nzhang.ncu@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 21561020, 21261017)、江西省自然科学基金(批准号: 20153BCB23021, 20133ACB20001, 20132BAB213004)和江西省教育厅自然科学基金(批准号: GJJ11012)资助

Post-synthetic Modification of UMCM-1-NH₂ as a Catalyst to Prepare β-Amino Alcohols^†

LIU Hong, WANG Zhengren, CHEN Hengze, ZHANG Ruichang, CHEN Chao^*(), ZHANG Ning^*()

Institute of Applied Chemistry, Nanchang University, Nanchang 330031, China

Received:2016-07-29 Online:2016-11-10 Published:2016-10-21
Contact: CHEN Chao,ZHANG Ning E-mail:chaochen@ncu.edu.cn;nzhang.ncu@163.com
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.21561020, 21261017), the Natural Science Foundation of Jiangxi Province, China(Nos.20153BCB23021, 20133ACB20001, 20132BAB213004) and the Natural Science Foundation of Educational Department of Jiangxi Province, China(No.GJJ13112)

摘要/Abstract

摘要：

采用后合成修饰(PSM)技术将水杨醛锚装到UMCM-1-NH₂上, 得到席夫碱功能化的多孔金属-有机骨架化合物UMCM-1-NH-Sal, 在该化合物孔道内的席夫碱N、 O原子上螯合铜离子得到UMCM-1-NH-Sal-Cu催化剂, 并用核磁共振氢谱(¹H NMR)、 X 射线衍射(PXRD)、热重分析(TG)、 N₂ 吸附-脱附等手段对催化剂进行了表征, 将其用于催化有机胺和环氧化物的开环反应制备β-氨基醇, 结果表明该催化剂具有良好的催化效果.

关键词: 金属-有机骨架, 后合成修饰, 环氧化合物开环反应, β-氨基醇

Abstract:

By the method of post-synthetic modification of MOFs, salicylaldehyde was anchored to UMCM-1-NH₂ to give a Schiff base functionalized porous compound UMCM-1-NH-Sal. The copper ion can coordinate with N atoms and O atoms inside the channels of the compound to give another compound UMCM-1-NH-Sal-Cu. The compound could catalyze the ring-opening reaction of epoxides with amines to yield β-amino alcohols, and showed good catalytic performance in such reactions.

Key words: Metal-organic framework, Post-synthetic modification, Epoxide ring-opening reaction, β-Amino alcohol

中图分类号:

O643.3

TrendMD:

刘鸿, 王正仁, 陈恒泽, 张锐昌, 陈超, 张宁. UMCM-1-NH₂的后合成修饰及在制备β-氨基醇反应中的应用. 高等学校化学学报, 2016, 37(11): 2012.

LIU Hong, WANG Zhengren, CHEN Hengze, ZHANG Ruichang, CHEN Chao, ZHANG Ning. Post-synthetic Modification of UMCM-1-NH₂ as a Catalyst to Prepare β-Amino Alcohols^†. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(11): 2012.

图/表 9

Scheme 1 Synthetic route for UMCM-1-NH-Sal-Cu

Scheme 2 Ring opening reaction of epoxides with amines

Fig.1 1H NMR spectra of UMCM-1-NH2(a) and UMCM-1-Sal(b) digested in DCl/D2O/DMSO-d6

Fig.2 Nitrogen adsorption-desorption isotherms of UMCM-1-NH2(a), UMCM-1-NH-Sal(b) and UMCM-1-NH-Sal-Cu(c)

Fig.3 TG curves of UMCM-1-NH2(a), UMCM-1-NH-Sal(b) and UMCM-1-NH-Sal-Cu(c)

Fig.4 PXRD patterns of simulated UMCM-1-NH2(a), UMCM-1-NH2 in CHCl3(b), UMCM-1-NH-Sal-Cu in CHCl3(c) and UMCM-1-NH-Sal-Cu after catalytic reaction(d)

Table 1 Ring-opening reaction of epichlorohydrin with anilinea

Catalyst	Aniline conversion(%)	Product selectivity(%)
Catalyst	Aniline conversion(%)	A	B
	3	0	0
Cu(acac)₂	14	0	0
UMCM-NH₂	18	99	Trace
UMCM-NH-Sal-Cu	53	99	Trace
NH₂SO₃H^b	89	85	15

Table 2 Ring opening reaction of different epoxides with amines using UMCM-NH-Sal-Cu as catalyst*

Amine conversion(%)	Product selectivity(%) A∶B	Amine conversion(%)	Product selectivity(%) A∶B
48	92∶8	45	95∶5
53	99∶1	50	96∶4
46	94∶6	52	93∶7
56	90∶10	46	89∶11

Scheme 3 Proposed mechanism of the catalytic reaction

参考文献 21

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UMCM-1-NH₂的后合成修饰及在制备β-氨基醇反应中的应用

Post-synthetic Modification of UMCM-1-NH₂ as a Catalyst to Prepare β-Amino Alcohols^†

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