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在钌锌催化剂中,钌的固体含量为95%。钌是一种硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属元素,元素符号是Ru,是铂族金属中的一员,在地壳中含量仅为十亿分之一。
金属催化的反应中钯催化的反应是一类有用的反应,它提供了一种形成碳-碳键的的方法。这类反应的优点:1、不需要加入其他氧化剂催化;2、只需催化量的钯催化剂。钯催化的插羰反应是这类反应中应用为广泛的反应之一,在这里我们将重点介绍它。众所周知,在格氏反应中单质镁金属与带有sp3杂化碳原子的有机卤化物(烷基卤化物)反应要比带有sp2杂化碳原子的有机卤化物(芳基和烯基卤化物)反应更容易。而与此相反,钯的络合物与含有sp2杂化碳原子的有机卤化物反应更容易。换句话说,烯基和芳基卤化物容易与Pd(0)发生氧化加成反应,从而生成含有钯-碳б-键的络合物中间体1;然后,不饱和化合物(例如:烯烃、共轭二烯、炔烃和一氧化碳等)插入到钯-碳键之间;,经过还原消去或者β-氢消去反应生成相应的目标化合物。与此同时,Pd(0)催化剂得以再生并开始新的催化循环。由此可见,正是因为生成了这种含有钯-碳б-键的络合物中间体,才使得接下来的插入和金属转移过程变成可能。
若反应溶剂只有液氨,则氰基和吡啶环均能发生还原氢化反应。除了用于还原反应外,钌金属催化剂还能在氧气的支持下实现底物的氧化官能团转移反应,如Ru/Al2O3作为多相催化剂实现胺类化合物到腈或亚胺的有氧氧化转换。Ru(OH)x/Al2O3 作为多相催化剂也能实现萘酚化合物的水相氧化偶联反应,得到在天然产物以及配位化学中重要的双芳基化合物。钌是铂族金属中的一种,在地壳中蕴藏量少(十亿分之一),是稀有的贵重金属。我国钌资源稀缺,几乎依赖于(占总需求量的99%),因此,对含钌及钌系化合物进行钌的回收再利用是很有必要的。钌及钌系化合物具有稳定的化学性质,耐腐蚀性很强,常温下采用盐酸、硫酸、硝酸以及王水均无法进行溶解,而负载型钌系催化剂中的钌紧密附着在载体表面或空穴,回收困难。在钌的回收再利用工艺中,目前采用的主要方法为碱熔法,通用的方法是把含钌废料放入碱性熔融盐的过氧化物中进行高温碱熔(温度为750摄氏度左右),然后氧化蒸馏以酸性或者碱性溶液进行捕集,还原成可溶性的钌或钌系化合物。在整个回收工艺中需要高温熔融(在750摄氏度左右,当碱熔温度较低时则熔融时间长达600min),能耗高。并且为了提高钌回收率,需要在高温条件下进行长时间熔融或进行多次回收,消耗了大量能源和碱性熔剂,不利于负载型钌系催化剂废料中钌的回收利用。
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我们知道一氧化碳很容易插入碳-金属键之间。用钯催化剂,有基卤化物,一氧化碳,醇一起反应会生成酯。用胺代替其中的醇会得到酰胺,用氢源替代醇会得到醛,换成有机金属试剂就会得到酮。插羰反应制备羧酸及其衍生物实例。插羰反应制备醛。常压[1atm]钯催化插羰反应。Saegusa氧化反应。1978年,T. Saegusa课题组报道了在乙腈中硅基烯醇醚和亚化学计量的Pd(OAc)2和对苯醌室温下反应得到相应的α,β-羰基化合物。酮转化为相应的烯醇基硅烷,在钯催化下将其区域选择性氧化为α,β-不饱和酮的反应被称为Saegusa氧化反应。
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