纳微米Cu2O多面体的制备及在催化C－N和C－O的Ullmann交叉偶联反应中的应用

二芳基醚类和芳胺类是许多药物、天然产物和具有生物活性化合物的基本结构单元，在农药杀菌剂、抗生素和其他生物活性物的合成中有着非常重要的作用，它们已经被应用于工业生产以及医药中间体的合成及制备，利用Ullmann反应实现C－N和C－O的交叉偶联反应是合成这两类化学物的有效途径。与Pd和Ni等催化剂相比，铜类催化剂具有毒性低、价格便宜等有点。氧化亚铜是该类有机反应的高效催化剂之一，它比经典的CuI化学稳定性更好、溶剂中溶解度更低且具有价格优势。本项目拟通过改变氧化亚铜合成时的试验条件，对纳微米Cu2O多面体的形貌、尺寸进行调控，揭示纳微米Cu2O多面体的形成机理，考察各种纳微米Cu2O多面体作为交叉偶联反应异相催化剂时不同晶面的催化性能，重点研究表面能高的高衍射指数晶面在有机催化反应中应用的可行性。对催化反应的机制进行研究，降低试验条件，遴选出具有工业应用前景的反应体系

在本项目的研究中，通过调控试验条件，我们成功合成了不同形貌的多面体纳微米晶，系统地考察了该类多面体纳米材料的结构与催化反应之间的关联，发现多面体中高衍射指数晶面有助于提高该类材料的催化活性。项目实施过程中，共在学术期刊上发表学术论文14篇标注本项目基金资助的SCI论文，培养4名博士后和5名博士研究生，基本完成了本项目的预期目标，为遴选出具有工业应用前景的催化反应体系奠定了基础。需要指出的是我们的研究工作与预期目标之间也有一定的差距，主要体现在：（1）纳微米多面体的尺寸和形貌的控制上，尤其是合成具有表面能高的高衍射指数晶面的小尺寸的纳微米多面体的方面虽然开展了大量的研究工作，总体进展情况不太满意，未能找到更小尺寸多面体纳米晶的合成策略；（2）在有机催化过程中，未能显著提高该类材料交叉偶联反应中的产率。我们目前正在开展的研究工作表明，这些存在的问题有可能通过后续的研究工作得到解决。