新型金属钌催化剂的设计、合成及应用

二、项目研究内容和拟解决的关键问题研究内容：研究内容分为合成和测试两部分。1金属钌催化剂的合成：设计磁性四氧化三铁担载的金属钌催化剂。致力于解决的问题是担载表面的二维分子修饰对催化剂的影响。所以催化剂设计和合成时会涉及以下几个变量：i金属钌催化剂部分，比较Grubbs一代和二代催化剂的不同ii不同大小的四氧化三铁对催化剂活性、及回收利用性的影响。2反应底物的合成：合成一系列用于烯烃复分解反应的底物。为了测试烯烃复分解反应，合成下面具有代表性扣环反应底物10，交叉反应底物11,12，为了比较催化剂的活性，还合成一些空间位阻比较大，反应条件苛刻的底物，例如83催化剂测试：将做一系列的平行反应。一、金属钌部分的选择（Grubbs一代1a和二代1b），挑选出活性高，反应重复利用性好的部分；第二，催化剂量和溶剂量的选择；第三，不同溶剂的选择，对有机溶剂、离子液体溶剂、离子液体-有机溶剂均相及非均相溶剂进行比较；第四，担载离子液体链的长度和个数的选择然后是负离子的选择；第五，底物的选择，重点放在空间位阻比较大，利用其它的催化剂难以反应或反应无法完成的比较困难的底物等。拟解决关键问题：（1）致力于解决的问题是用担载的离子液体取代反应溶剂的离子液体、减少成本；并测试单体表面的二维分子修饰对催化剂的影响。（2）具有Fe3O4的磁性核和二维离子液体层相结合，解决贵金属催化剂回收和重复再利用，以及催化剂残体和产物难分离等问题。试图解决由于空间位阻而具有挑战性的烯烃、炔烃的复分解反应难题，使反应能够在温和的条件下进行。

五、学校可以提供的条件学校具备较完善的各种大型仪器分析设备，可用于化合物的常规测试和详尽分析，如核磁共振（BrukerAVANCEIII500MNMR）、傅立叶红外光谱仪（FT-IR，NEXUS）、高压液相色谱仪（Agilent1100）、超速冷冻离心机（CR21G）、紫外分光光度计（DU650BECKMAN）、X射线衍射仪、激光粒度仪、原子吸收、质谱；另外还拥有元素分析、SEM、AFM等大型仪器设备等。六、预期成果在项目的大致时间框架内，我们制定了主要活动和任务目标的研究工作计划。最大限度的利用结果，解决项目中提到的科学问题。撰写详细的项目研究报告。预计在一年之内，发展2-3种新型金属钌催化剂，应用于双烯扣环及开环交叉复分解反应中。发表2-3篇SCI学术论文，近最大努力使催化剂普遍化，催化反应产业化。七、经费预算仪器：核磁共振氢谱仪：600元ICP-MS：650元材料：试剂（底物）：500元原料（金属钌、Fe3O4）：1400元有机溶剂：200元硅胶：150元总计：3500元八、导师推荐意见本项目提出将离子液体修饰的Grubbs金属钌催化剂担载四氧化三铁的磁性核表面，解决单一离子液体修饰的Grubbs金属钌催化剂需要大量离子液体做溶剂的问题，制备催化活性由二维离子液体层调控的、可通过磁性吸附分离的新型Grubbs型催化剂，具有创新性；研究内容安排合理，方案可行，科学问题较清晰。签名：年月日