Tìm hiểu và nghiên cứu về vật liệu MOF Cu2(BDC)2(DABCO) Cu(DBC) Cu2(BPDC)2(BPY) cho các phản ứng xúc tác dị thể

Industrial University of Ho Chi Minh City
Faculty of Chemical Engineering
SEMINAR

Tìm hiểu và nghiên cứu về vật liệu MOF
Cu2(BDC)2(DABCO)-Cu(DBC)-Cu2(BPDC)2(BPY)
cho các phản ứng xúc tác dị thể

Reporter:
Code:
Lecturer:

Phùng Minh Tân
17112251
Ph.D Triệu Quang Tiến
1


Nội dung
•
•
•
•

Giới thiệu
Thực nghiệm
Kết quả và bàn luận
Kết luận

2

1. Giới thiệu
Khung hữu cơ- kim
loại (MOFs) là một loại
vật liệu xốp và tinh thể
phát triển nhanh
chóng bao gồm các
đỉnh vô cơ (các ion
hoặc cụm kim loại) và
các thanh chống hữu
cơ bằng các liên kết
phối tử.

3


2. Thực nghiệm
2.1. Hóa chất và thiết bị
 Tất cả các hóa chất sử dụng được mua từ SigmaAldrich và Merck.
 Hệ thống phân tích hấp phụ thể tích của Micromeritics
2020
 Các phương pháp phân tích TGA, XRD, SEM, TEM, AAS, FTIR, sắc ký khí GC

4


Cu2(BDC)2(DABCO)
H2BDC

DABCO

Cho vào 4 lọ 20ml

(CuNO3)2.3H2O
Hòa
tan
trong
DMF

Nung 120oC, 48h
Lọc, rửa bằng
DMF
Sấy 160oC, 6h

Sản phẩm

5


Cu2(BDC)2(DABCO)
4-iodoaceto
phenone

n-hexadecan

Cho vào bình chứa
chất xúc tác và
KOtBU

Hịa tan

trong
DMF

Imidazole

Khuấy 120oC, 3h
Chiết, sấy trên
Na2SO4

Sản phẩm
6


Cu(BDC)
(CuNO3)2.3H2O

H2BDC

Cho vào 6 lọ 20ml

Hòa
tan
trong
DMF

Nung 130oC, 48h
Lọc, rửa bằng
DMF
Sấy 160oC, 6h

Sản phẩm

7


Cu(BDC)
Acetophenne

n-hexa
decane

2-aminobenzyl alcohol

Cho vào erlen chứa xúc
tác và NaOH

Hòa
tan
trong
DMF

Khuấy 70oC, 1h
Chiết bằng dietyl ete
Làm khô bằng Na2SO4

Sản phẩm 8


Cu2(BPDC)2(BPY)
H2BPDC

BPY

Cho vào 4 lọ 20ml

(CuNO3)2.3H2O
Hòa
tan
trong
DMF

Nung 120oC, 24h
Lọc, rửa bằng
DMF
Sấy 140oC, 6h

Sản phẩm

9


Cu2(BPDC)2(BPY)
1,4-dio
xane

n-hexa
decane

2-hydroxy
benzaldehyde

Erlen chứa xúc tác
và TBHP
Khuấy 100oC, 2h
Chiết bằng Dietyl ete
Làm khô bằng Na2SO4

Sản phẩm 10


Cu2(BDC)2(DABCO)

Cu2(BDC)2(DABCO)

a. Cu2(BDC)2(DABCO)
được tổng hợp
b. Cu2(BDC)2(DABCO)
được hoạt hóa

Các mẫu nhiễu xạ XRD của chất rắn thu được thể hiện các đỉnh
nhọn ở 2θ = 8o và 9o, chứng minh sự hình thành
Cu2(BDC)2(DABCO)

11


Cu(BDC)
Cu(BDC)

a) Khi tổng hợp

b) Sau phản ứng
c) Phục hồi trong
DMF

Phổ XRD của Cu(BDC) khi tổng hợp và sau khi thực
hiện phản ứng
12


Cu2(BPDC)2(BPY)

Cu2(BPDC)2(BPY)

a) Khi tổng hợp
b) Sau khi thực
hiện phản ứng

Phổ XRD của Cu2(BPDC)2(BPY) khi tổng hợp và sau khi
thực hiện phản ứng

13


Cu2(BDC)2(DABCO)

a) H2BDC
b) DABCO
c) Cu2BDC2DABCO

Phổ FT-IR của Cu2(BDC)2(DABCO) thể hiện sự khác biệt đáng kể so với

H2BDC và DABCO, cho thấy sự phản proton của nhóm -COOH trong
H2BDC khi phản ứng với cation đồng.


Cu(BDC)
a) Sau khi
tổng hợp
b) Sau khi
phản ứng

Phổ FT-IR của Cu(BDC) sau khi tổng hợp và sau khi thực
hiện phản ứng

15


Cu2(BPDC)2(BPY)
a) Sau khi
tổng hợp
b) Sau khi
phản ứng

Phổ FT-IR của Cu2(BPDC)2(BPY) sau khi tổng hợp và sau
khi thực hiện phản ứng

16


Cu2(BDC)2(DABCO)
Aryl halogenua

1-(4-acetyl)phenyl
imidazole

Imidazoles

Phản ứng N-Aryl hóa của aryl halogenua và imidazoles sử dụng
Cu2(BDC)2(DABCO) làm chất xúc tác

17


Cu(BDC)

2-aminobenzyl

Acetophenone

2-phenylquinoline

Phản ứng Friedländer giữa rượu 2-aminobenzyl và các dẫn xuất
acetophenone sử dụng Cu (BDC) làm chất xúc tác

18


Cu2(BPDC)2(BPY)
2-hydroxy
benzaldehyde

1,4-dioxane

2-(1,4-dioxan-2-yloxy)
benzaldehyde

Phản ứng ghép đôi khử nước qua 2-hydroxybenzaldehyde và 1,4dioxane sử dụng Cu2(BPDC)2(BPY) làm chất xúc tác

19


Cu2(BDC)2(DABCO)

Nhiệt độ
Nồng độ
Tỷ số mol
Base

Dung môi

Bảng: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển hóa của xúc
Cu2(BDC)2(DABCO)
20


60

Cat. (mol
%)
3

Molar
ratio
1:2

Base

Solvent

Conversion %

KOH

DMF

99%

Time
(min)
60

2

70

3

1:2

KOH

DMF

99%

50

3

80

3

1:2

KOH

DMF

99%

20

4

70

0

1:2

KOH

DMF

<5%

60

5

70

1

1:2

KOH

DMF

70%

60

6

70

3

1:2

KOH

DMF

99%

50

7

70

5

1:2

KOH

DMF

99%

40

8

70

5

1:1

KOH

DMF

70%

60

9

70

5

1:1,5

KOH

DMF

99%

50

10

70

5

1:2

KOH

DMF

99%

40

11

70

5

1:1,5

KOH

DMF

99%

50

12

70

5

1:1,5

NaOH

DMF

99%

40

13

70

5

1:1,5

CH3ONa

DMF

5%

60

14

70

5

1:1,5

K3PO4

DMF

60%

60

15

70

5

1:1,5

NaOH

DMF

99%

40

16

70

5

1:1,5

NaOH

DMA

99%

40

17

70

5

1:1,5

NaOH

NMP

99%

50

18

70

5

1:1,5

NaOH

Dioxane

1%

60

19

70

5

1:1,5

NaOH

Toluene

5%

60

Entry

Temp. oC

1

Bảng : Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển hóa
của xúc Cu(BDC)

Nhiệt độ

Nồng độ

Tỷ số mol

Base

Dung môi


Cat. (mol
%)

5

Molar
ratio
1:50

Base

Solvent

1

Temp.
o
C
80

TBHP

1,4-dioxane

10%

120

2

90

5

1:50

TBHP

1,4-dioxane

99%

120

3

100

5

1:50

TBHP

1,4-dioxane

99%

80

4

100

0

1:50

TBHP

1,4-dioxane

<5%

120

5

100

1

1:50

TBHP

1,4-dioxane

90%

120

6

100

3

1:50

TBHP

1,4-dioxane

99%

100

7

100

5

1:50

TBHP

1,4-dioxane

99%

80

8

100

3

1:50

TBHP

1,4-dioxane

99%

100

9

100

3

1:37,5

TBHP

1,4-dioxane

95%

120

10

100

3

1:25

TBHP

1,4-dioxane

90%

120

11

100

3

1:50

TBHP

Solvent-free

99%

100

12

100

3

1:50

TBHP

Toluene

90%

120

13

100

3

1:50

TBHP

Acetonitrile

65%

120

14

100

3

1:50

TBHP

Ethylacetate

38%

120

15

100

3

1:50

1,4-dioxane

99%

100

16

100

3

1:50

TBHP
H2O2

1,4-dioxane

29%

120

17

100

3

1:50

AgNO3

1,4-dioxane

34%

120

18

100

3

1:50

MnO2

1,4-dioxane

7%

120

19

100

3

1:50

PhI(OAc)2

1,4-dioxane

49%

120

20

100

3

1:50

O2

1,4-dioxane

12%

120

Entry

Conversion % Time (min)

Nhiệt độ

Nồng độ

Tỷ số mol

Dung môi

Chất oxi hóa

Bảng : Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển hóa của xúc
Cu2(BPDC)2(BPY)


Cu2(BDC)2(DABCO)

90%

Nghiên cứu khả năng tái sử dụng của xúc
Cu2(BDC)2(DABCO)
23


Cu(BDC)

99%

Nghiên cứu khả năng tái sử dụng của

xúc Cu(BDC)
24


Cu2(BPDC)2(BPY)
90%

Nghiên cứu khả năng tái sử dụng của
xúc Cu2(BPDC)2(BPY)
25