磁性纳米粒子负载钯催化剂的合成及在偶联反应中的应用进展开题报告

1. 研究目的与意义

啶酰菌胺是一种烟酰胺类杀菌剂，由德国巴斯夫公司首次研发成功，杀菌谱较广，具有预防作用，几乎对所有类型的真菌病害都有活性，对防治白粉病、灰霉病、根腐病、菌核病和各种腐烂病等非常有效，不易产生交互抗性，对其他药剂的抗性菌亦有效，主要用于包括油菜、葡萄、果树、蔬菜和大田作物等病害的防治，同时，啶酰菌胺还具有吸收迅速、环境污染低、治疗效果明显、耐雨 水冲刷、扩散速度快、对作物安全和持效期长等特点。啶酰菌胺的制备方法主要是由4’-氯-2-氨基联苯和2-氯烟酰氯反应得到。中间体2-氯烟酰氯已实现工业化生产，因此4’-氯-2-氨基联苯的制备是合成啶酰菌胺的关键，而对其中间体4’-氯-2-硝基联苯的合成研究显得非常有必要。巴斯夫公司首次提出的生产啶酰菌胺的工路线就是采用邻硝基氯苯为原料，首先，邻氯硝基苯与对氯苯硼酸在钯(0)的催化下发生suzuki偶联反应，得到4'-氯-2-硝基联苯。

suzuki-miyaura反应是有机硼试剂与有机卤化物在钯或镍催化下，并且在碱的存在下发生的交叉偶联反应，在有机化学中已经成为构建c-c键最常用的工具之一，是制备联苯类化合物的一种重要方法。该反应具有反应条件温和、官能团容忍性好、底物适应性强、受空间位阻影响小、对水不敏感、毒性小、收率高、原料来源丰富且产物易处理等优点，已被应用于有机化学的许多领域。常用的金属催化剂有钯、镍、钌、锰等，其中由于金属pd具有未充满的4d轨道，可与多种组分生成配合物，通过改变反应物和配体的组成，可使许多不易发生的反应顺利进行，且具有较高的反应活性和选择性成为suzuki反应最常用的催化剂。

2. 研究内容和预期目标

在查阅文献的基础上，设计合成1-2种氮膦配体修饰的磁性纳米钯催化剂，并研究其催化suzuki偶联合成啶酰菌胺中间体的催化性能。具体研究内容如下：

1、在预设合成路线的基础上，选择具体合成条件，合成出1-2种氮膦配体修饰的磁性纳米钯催化剂。通过实验培养动手能力、独立思考问题解决问题的能力和初步的科研素养。预设的合成路线（具体实施时根据实际情况可更改路线）：

路线（1）见附件

3. 研究的方法与步骤

路线（1）：先用乙醇和水混合液分散fe₃o₄纳米粒子，后加入原硅酸四乙酯（teos）和氨水，室温下搅拌，制备硅胶包裹的fe₃o₄纳米粒子sio₂@fe₃o₄；再与3-氨丙基三乙氧基硅烷缩合得nh₂@mnp；然后以三乙胺为碱，把clpph₂接枝到nh₂@mnp上，最后以丙酮为溶剂，与醋酸钯配位得到np-pd@mnp。

路线（2）：将硅胶包裹的fe₃o₄纳米粒子sio₂@fe₃o₄与n-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷缩合得n-nh₂@mnp，在碱性条件下与clpph₂接枝得nnp@mnp，最后以丙酮为溶剂，与醋酸钯配位得到nnp-pd@mnp。

4. 参考文献

[1]panahi f, zarnaghash n,khalafi-nezhad a. phosphanamine-functionalized magnetic nanoparticles (pafmnp):an efficient magnetic recyclable ligand for the pd-catalyzed heck reaction ofchloroarenes[j]. new j chem, 2016, 40: 1250-1255.

[2]张慧丽, 姚晓龙, 康永利, 张文, 王轩, 栗晓东. 啶酰菌胺中间体4’-氯-2-氨基联苯的合成[j]. 山东化工, 2016, 45: 12-16.

[3]张晓光, 王安勇, 钱一石, 苏天铎, 李勇智, 王列平. 啶酰菌胺的合成研究进展[j]. 精细化工中间体, 2012, 42: 21-24.

5. 计划与进度安排

（1）2022-3-2~2022-3-13（第二、三周）在查阅文献资料的基础上，写出开题报告。

（2）2022-3-16~2022-4-3（第四周到第六周）合成催化剂。

（3）2022-4-6~2022-4-17（第七周到第八周）表征催化剂结构。