新型混合配体Cu(II)络合物衍生CuO纳米催化剂在温和条件下实现苯乙烯环氧化与苯酚羟基化的高效催化

本研究开发了基于 deferiprone 与 bipyridine/phenanthroline 混合配体的新型 Cu(II)络合物 [Cu(def)(bpy)(NO3)] (1) 和 [Cu(def)(phen)(H2O)]NO3·(CH3OH) (2)，通过热解获得 CuO 纳米材料 (3/4)。该材料在无溶剂条件下催化苯乙烯与 H22O2 的环氧化反应获得 99.7% 转化率与 99.3% 选择性，并在水相中高效催化苯酚羟基化（转化率 65.9/67.8%），且可循环使用三次以上，为绿色催化提供了新策略。

　　

研究人员设计了一种创新的合成策略，利用两种新型混合配体铜(II)络合物作为前驱体制备氧化铜(CuO)纳米催化剂。这两种络合物分别为[Cu(def)(bpy)(NO₃)]（编号1）和[Cu(def)(phen)(H₂O)]NO₃·(CH₃OH)（编号2），其中def（去铁酮，deferiprone）作为主配体，bpy（2,2′-联吡啶，bipyridine）和phen（1,10-菲啰啉，phenanthroline）作为辅助配体。通过单晶X射线衍射分析显示，这两种络合物均具有四方锥形配位几何结构。

通过热降解络合物1和2，研究人员分别获得了由混合配体模板引导生成的氧化铜纳米材料3和4。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-DRS)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和比表面积测试(BET)等多种技术对材料进行了全面表征。

研究发现，这些氧化铜纳米复合材料可作为高效的非均相催化剂，在无有机溶剂条件下催化过氧化氢(H₂O₂)参与的苯乙烯环氧化反应，取得了惊人的99.7%转化率和99.3%选择性。同时，这些纳米催化剂在水介质中也表现出卓越的耐水性，能够高效催化苯酚与H₂O₂的羟基化反应，转化率分别达到65.9%和67.8%。催化剂可轻松回收并至少重复使用三个循环，且活性和选择性没有明显下降。

另一方面，作为前驱体的混合配体络合物1和2在相同无溶剂条件下可作为均相催化剂，实现苯乙烯环氧化（98.5/97.3%转化率，约99%选择性）以及水相中的苯酚羟基化反应（63.2/69.3%转化率），展现了双功能催化特性。