用于将苯甲醇氧化为苯甲醛的席夫碱催化剂

该文档主要研究了铜(II)、镍(II)和钴(II)配合物的合成、表征及其在催化反应中的应用。研究的重点在于通过光谱学方法对这些配合物进行结构解析，并探讨其在苯甲醇氧化反应中的催化性能。

1. 合成与表征

合成方法：研究中合成了2,2’-(丙二氧基)二苯甲醛双(硫代半胱氨酸)配体及其铜(II)、镍(II)和钴(II)配合物。配体通过2,2’-[丙烷-1,3-二基双(氧基)]二苯甲醛与硫代半胱氨酸在乙醇中反应制得。配合物则通过将金属盐溶液逐滴加入配体溶液中，并在回流条件下反应5小时制备。

表征方法：使用了红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR和13C-NMR)、质谱(ESI)和元素分析等方法对合成的配合物进行表征。红外光谱显示了特征振动频率的变化，表明配合物的形成。由于Cu(II)和Co(II)配合物的顺磁性，其1H-NMR和13C-NMR谱未能获得。质谱分析提供了分子量信息，支持了配合物的结构。

2. 光谱学分析

红外光谱：在配合物的红外光谱中，观察到特征振动频率的变化，如C=N和C=S的振动频率，这些变化证实了配合物的形成。

紫外-可见光谱(UV-Vis)：在DMF中测得的紫外-可见光谱显示，配体及其配合物在280-300 nm处的吸收峰被解释为π-π*跃迁，而320-360 nm处的吸收峰被解释为n-π*跃迁。Cu(II)配合物在480 nm处的d-d跃迁被解释为Cu(II)离子具有平面四边形几何结构。

3. 催化研究

催化体系：研究中使用了均相催化反应体系，选择了过氧化氢(H2O2)、**叔丁基过氧化氢(TBHP)和过氧化苯甲酸(m-CPBA)**作为氧化剂，苯甲醇作为底物，DMF作为溶剂。在没有催化剂或氧化剂的情况下，产物转化率不超过2%。

催化性能：研究了底物与催化剂的比例对催化活性的影响。随着苯甲醇量的增加，镍催化剂的活性增加，转化率从72%提高到90%。在底物/催化剂比例为1000/1的条件下，Cu(II)和Co(II)配合物的催化性能也进行了测试，分别获得了60%和65%的转化率。

4. 结果与讨论

磁性测量：通过磁性测量，Cu(II)配合物的磁矩为1.76 BM，表明其具有正常的磁矩，属于单电子未配对的d9系统，结构为平面四边形。Ni(II)配合物的磁矩为2.80 BM，表明存在两个未配对电子，结构介于失真平面四边形和四面体之间。Co(II)配合物的磁矩为4.34 BM，表明其具有三电子未配对，结构为四面体。

催化活性：在苯甲醇氧化反应中，Ni(II)配合物表现出最高的催化活性，转化率达到90%，而Cu(II)和Co(II)配合物的转化率分别为60%和65%。这表明Ni(II)配合物在该反应中具有优异的催化性能。

5. 结论

该研究成功合成并表征了Cu(II)、Ni(II)和Co(II)配合物，并探讨了其在苯甲醇氧化反应中的催化性能。结果表明，Ni(II)配合物在该反应中具有优异的催化活性，显示出其在均相催化体系中的潜力。通过光谱学和磁性测量，进一步确认了配合物的结构和性质。这些研究为开发新型高效催化剂提供了重要的基础数据和理论支持。