Page 145 - 《精细化工》2022年第1期

第 39 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.39, No.1
2022 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2022

催化与分离提纯技术
膦基分子改性纤维素负载铜催化剂的制备及应用

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陈 鑫，莫百川，边芸芸，李 雪，施连旭 ，彭进松，陈春霞
（东北林业大学 化学化工与资源利用学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

摘要：以纤维素为原料，通过对羟基的 P—O 键修饰，合成了纤维素二苯基膦高分子配体（Cell-OPPh 2 ），该配
体与醋酸铜络合制备了一种纤维素基非均相铜催化剂〔Cell-OPPh 2 -Cu(Ⅱ)〕。采用 FTIR、SEM、TEM、XPS 及
TG 对其进行了表征。评价了该催化剂在 C—N 键偶联反应中的催化活性及非均相循环性能。结果表明，其裂解
温度约为 250 ℃，具有良好的热稳定性。铜元素主要是以二价的形式存在于催化剂中，质量分数为 4.76%。在
空气气氛及温和条件下，Cell-OPPh 2 -Cu(Ⅱ)对 Chan-Lam 反应和 Ullmman 反应具有较高的催化活性，最高产率
分别达到 96%和 93%。非均相循环实验表明，催化剂在 Chan-Lam 反应中使用 8 次后，产率仍保持为 86%，表
现出较好的稳定性、易用性及高催化活性。
关键词：载铜纤维素催化剂；功能化纤维素；偶联反应；催化活性；催化技术
中图分类号：TQ426；O641.4 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 01-0135-08

Preparation and application of a phosphine-based molecularly

modified cellulose supported copper catalyst

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CHEN Xin, MO Baichuan, BIAN Yunyun, LI Xue, SHI Lianxu ,
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PENG Jinsong, CHEN Chunxia
（College of Chemistry, Chemical Engineering and Resource Utilization, Northeast Forestry University, Harbin 150040,
Heilongjiang, China）

Abstract: A cellulose diphenylphosphine polymeric ligand (Cell-OPPh 2) was synthesized from cellulose by
P—O bond modification of hydroxyl groups. Then, a cellulose-based heterogeneous copper catalyst [Cell-
OPPh 2-Cu(Ⅱ)] was prepared by complexing Cell-OPPh 2 with copper acetate and characterized by FTIR,
SEM, TEM, XPS and TG. The catalytic activity and heterogeneous recycling performance of the catalyst in
C—N bond coupling reaction were evaluated. The results showed that Cell-OPPh 2 -Cu(Ⅱ) had good thermal
stability with the cracking temperature of about 250 ℃. Copper element was mainly present in the catalyst
in the divalent form with a mass fraction of 4.76%. Under air atmosphere and mild conditions, Cell-OPPh 2-
Cu(Ⅱ) maintained high catalytic activity in Chan-Lam reaction and Ullmman reaction with the highest
yield up to 96% and 93%. The cyclic experiments showed that the yield kept at 86% after the catalyst was
used for 8 times in Chan-Lam reaction, indicating that Cell-OPPh 2-Cu(Ⅱ) had good stability, ease of use
and high catalytic activity.
Key words: cellulose-supported copper catalyst; functionalized cellulose; coupling reaction; catalytic activity;
catalysis technology

过渡金属催化剂以其催化活性高，选择性好， 在复杂有机骨架合成，特别是多官能化的杂环分子
应用范围广等优势在化学、化工、制药、材料等领 结构合成中具有良好应用价值，因而得到广泛的研
[1]
[2]
域发挥着极其重要的作用 。偶联反应是构建碳碳 究 。对于偶联反应催化剂研究较多的是以 Ru、Rh、
单键、C—M（M=N、O、S 等）键的一种有效手段， Pd 等贵金属为中心的均相催化剂，这些催化剂以金

收稿日期：2021-05-28; 定用日期：2021-10-09; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210540
基金项目：黑龙江省自然科学基金（ZD2021C001），中央高校基本科研业务费专项资金（2572019CG06）
作者简介：陈 鑫（1994—），男，博士生，E-mail：1286258468@qq.com。联系人：施连旭（1980—），男，讲师，E-mail：lxshi@nefu.edu.cn；
陈春霞（1978—），女，教授，E-mail：ccx0109@ nefu.edu.cn。