摘 要

本论文以尿素法制备MgAl水滑石,并通过离子交换来合成L脯氨酸-MgAl LDHs，利用XRD和FI-TR两种手段对催化剂的结构进行了表征。分别以MgAl水滑石，L脯氨酸-MgAl水滑石和L脯氨酸作为羟醛缩合反应的催化剂，研究了在不同反应时间、反应温度，催化剂以及不同溶剂对醇式产物收率和R-对映体选择性的影响。结果表明，在最佳反应条件下，L脯氨酸-MgAl水滑石为催化剂，醇式产物的收率可达到89%，R-对映体选择性可达到96%。

关键词：MgAl水滑石 L-脯氨酸水滑石 羟醛缩合反应 醇式产物收率 R-对映体选择性

Abstract

In this paper, we prepared MgAl hydrotalcite with the method of drop-coprecipitation and urea, and we synthetic L-proline MgAl hydrotalcite through exchange the ions. The strucute and morphology of the catalyst were characterized by XRD and FI-TR methods. The results showed that the polymorph of the hydrotalcite synthesis by urea is more complete than the method of dro-coprecitation. In this situation, we study the impact of the selectivity of chirality products, in different catalysts, reaction temperature, reaction time ,solvents and R-enantioselectivity. Eventually, it was found that under optimum conditions , the selective of R- enantioselectivity reached 96%, and the yield of alcoholic product reached 89% when L-proline MgAl hydrotalcite as the catalyst.

Key Words: MgAl LDHs； L-Pro LDHs ；Aldol reaction；Alcoholic product yield; R-enantioselectivity.

摘要 I

Abstract II

第一章．文献综述 1

1.1背景 1

1.2 LDHs的性质 1

1.3 LDHs的制备方法 6

1.4羟醛缩合反应大小的无机材料 9

1.4.1 反应机理 10

1.4.2 反应催化剂 10

1.5 选题的目的和意义 11

第二章．实验部分 13

2.1试剂仪器及表征分析条件 13

2.1.1 主要试剂和仪器 13

2.1.2 表征和分析条件 14

2.2 催化剂的制备 14

2.2.1尿素法合成MgAl-LDHs 14

2.2.2 合成L-proline MgAl-LDHs 14

2.3 催化羟醛缩合反应 15

2.4 结果和讨论 15

2.4.1催化剂的表征 15

2.4.2不同催化剂对醇式产物收率及手性选择性的影响 18

2.4.3不同温度对醇式产物收率及R-对映体选择性的影响 19

2.4.4 不同反应时间对醇式产物收率及R-对映体选择性的影响 20

2.4.5不同溶剂对醇式产物收率及R-对映体选择性的影响 20

2.4.6催化剂重复使用次数对醇式产物收率及R-对映体选择性的影响 21

第三章．结论与展望 23

3.1 结论 23

3.2 展望 23

参考文献 24

致谢 26

第一章．文献综述

1.1背景

手性制药在医药行业里属于前沿领域，带有手性的药物具有“镜像”的性质，并被称之为它的对映体，不同的对映体在药性、毒性等许多方面都有一定的差异，甚至会有相反的作用^[1]。一般的手性药物的主要来源是自然资源的提取分离，但是这种方法制备的效率比较低、光学纯度一般、分离的成本高，存在的这些缺点导致无法满足日益扩大的市场需求。通过手性物质来催化反应可以利用有机小分子来快速得到手性药物。用上述的高光学纯度的手性中间体来制备最终药物，简化了手性药物的生产工艺、提高药物的质量和疗效，如何通过提高这些反应产物的光学纯度，以便获取得到更高效的手性药物，是目前急需解决的问题，也是日后研究的发展方向和热点。

在手性催化的领域中，认为生物酶是所有催化剂中最绿色高效的，但生物酶催化剂在工业上的应用受到其严格的反应条件与昂贵的维护成本限制。关于生物酶在优异催化性能方面的研究，如何合成仿酶催化剂得到绿色高效，节能环保的新型催化剂是目前国内外相关学者研究的热点^[2]。发展到现在，出现了许多具有高催化活性的仿酶类催化材料，例如手性环糊精化合物、手性氨基酸化合物以及手性纳米碳材料等^[3-6]，其中手性氨基酸化合物占了较大比重。然而，氨基酸化合物在高温及强紫外光的条件下的抵抗力比较差，对手性氨基酸分子固载化处理可以提高手性氨基酸的稳定性^[7]。因此，选择合适的固载化载体是目前的关键所在。

1.2 LDHs的性质

LDHs是由局部带有部分正电荷的层板主体，与带有部分负电荷的层间阴离子客体两者间按照一定排列组装而组成的化合物，反应发生的机理是二者间存在非共价键并且能发生作用。LDHs的主体层板结构与水镁石，分子式为Mg(OH)₂相似，在适宜的比例范围区间内，适宜的价位为三价的金属阳离子M³ 可以同晶取代位于层板上的价位为二价的金属阳离子M² ，因而虽然Mg(OH)₂的总体呈现电中性但是其结构的主体层板却带有一定的正电荷；层间存在的客体阴离子可以抵消层板上存在的正电荷，最终得到整体呈现电中性的LDHs。除此之外，LDHs层间中含有以结晶状态存在的客体水分子可以在不损坏LDHs的总体层状结构的情况下脱除。LDHs 的化学组成通式可表示为[M² _1-xM³ _x(OH)₂]^x (A^n-)_x/n·yH₂O，其中x为M³ /(M² M³ )的物质的量比；y为层间水分子数量。沿着ab两个面方位生长，M-O八面体的结构可以形成主体层板，在层间的客体阴离子的诱导作用，M-O八面体的主体层板下沿着c面方位进行有序的堆积，LDHs的结构如图1-1。

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