功能高分子之高分子催化剂专讲

功能高分子之高分子催化剂专讲第1页/共22页目录催化剂的发展史--------------------------（4）高分子催化剂的定义--------------------（6）高分子催化剂的分类--------------------（7）高分子酸碱催化剂----------------------（10）高分子负载催化剂----------------------（14）高分子相转移催化剂-------------------（15）固定化酶----------------------------------（17）第2页/共22页催化剂的发展史第一阶段：金属—多相催化剂第二阶段：有机金属络合物—均相催化剂第三阶段：高分子催化剂第3页/共22页优点缺点第一代催化剂性能稳定使用温度宽易回收活性低反应条件苛刻副反应多第二代催化剂活性高选择性高反应条件温和不稳定、易失活有腐蚀性难回收第三代催化剂高活性高选择性易分离、回收特殊的高分子效应有些高分子结构对催化剂活性和选择性有负面影响第4页/共22页高分子催化剂的定义通过聚合、接枝等方法将小分子催化剂高分子化、使具有催化活性的化学结构与高分子骨架相结合，得到具有催化活性的高分子材料称为高分子催化剂。第5页/共22页高分子催化剂的分类分类方法一（从高分子催化剂的载体催化形式划分）：高分子催化剂高分子酸碱催化剂离子交换树脂催化剂路易斯酸催化剂高分子金属络合物催化剂具有配位原子的络合催化剂具有π电子的配位体催化剂高分子生物催化剂高分子三相催化剂（相转移催化剂）其他类型催化剂（如高分子引发剂）第6页/共22页高分子催化剂的分类分类方法二（从高分子载体本身结构划分）：高分子催化剂高分子聚电解质催化剂高分子金属络合物催化剂高分子固定化酶其他第7页/共22页分类方法三：高分子催化剂的分类高分子催化剂无机高分子催化剂有机高分子催化剂不含金属元素含金属元素离子交换树脂催化剂典型代表又称高分子负载催化剂第8页/共22页高分子酸碱催化剂多数高分子酸碱催化剂的制备方法主要原料：苯乙烯交联剂：二乙烯苯乳液聚合多孔性交联聚苯乙烯酸碱催化剂的应用：水解、水合、醚化、脱水和缩醛、酯化、烷基化和异构化、缩合和环化、消除重排反应等。第9页/共22页强酸性阳离子交换树脂催化剂应用实例：催化合成甲基叔丁基醚类化合物催化合成双酚A

催化合成异戊烯的二聚物及异戊烯与α—甲基苯乙烯的共二聚物催化以强酸作催化的酯化反应第10页/共22页强酸性阳离子交换树脂催化剂优点：反应条件温和，副产物少，产品纯度高，收率高。反应比较安全，容易控制，对设备要求不很苛刻，降低投资成本。树脂可循环使用，一般使用上百周期不比再生，降低生产成本。通过控制大孔树脂的交联度，把大分子物质排斥在外。第11页/共22页强碱性阴离子交换树脂催化剂应用：二、柠檬醛+丙酮假紫罗兰酮一、丙酮双分子缩合成二丙酮醇

三、二氧化碳与环氧丙烷合成聚碳酸亚丙酯的合成第12页/共22页高分子负载催化剂合成方法适用反应加氢、硅氢加成、羰基化、分解、齐聚等反应特点基位隔离效应选择性提高效应活性提高效应协同效应离子键固载法共价键固载法配位键固载法干法湿法物理法化学法合成方法详见：王国建王德海《功能高分子材料》第13页/共22页高分子相转移催化剂定义：高分子相转移催化剂一般指在反应中能与阴离子形成离子对，或与阳离子形成配合物，从而增加这些离子型化合物在有机相中的溶解度的聚合物。第14页/共22页高分子相转移催化剂分类：高分子相转移催化剂季铵盐型及季磷盐型冠醚型负载聚乙二醇型生物碱型第15页/共22页固定化酶作为一种特殊的催化剂，酶通过固化过程可以得到固化酶，成为一类专一性多相催化剂。酶的固定化使均相反应转变为多相反应，简化了反应步骤，使酶触反应可以实现连续化、自动化，为制造所谓“生物反应器”打下基础。第16页/共22页固定化酶制备方法：固定化方法化学法物理法化学键合法化学交联法包埋法微胶囊法第17页/共22页固定化酶固化酶制备过程中应注意的事项：固化后的酶不溶于水或其他反应介质；固定化过程不影响或少影响酶的活性；固定化过程中尽可能利用酶的非催化活性官能团；载体应有一定的机械强度和化学稳定性；第18页/共22页固定化酶固化酶的应用：应用于光学纯氨基酸的合成应用于6—氨基青霉素酸的合成应用于分析化学和化学敏感器制作第19页/共22页高分子催化剂