聚合物固载化络合物催化剂

20世纪60年代中期问世了威尔金森催化剂（Wilkinson catalyst）——氯化三（三苯基膦）合铑RhCl（PPh3）3，这是一种高活性、均相配合物烯烃加氢催化剂，其特点是：催化剂可溶于有机介质中、催化活性高、催化剂用量少、反应条件温和、反应时间短。这一催化剂的问世在世界范围内掀起了“均相络合催化”研究的热潮，因此威尔金森催化剂的问世是催化科学史上里程碑式成就之一。但是，威尔金森催化剂也有其局限性及不足之处：用于制备催化剂的金属铑价格昂贵、产量少，来源稀缺；催化剂溶于反应介质中，反应后产物、未反应物与催化剂的分离及催化剂的回收、纯化是一个非常繁琐及要求苛刻的工艺过程，因此将威尔金森类均相过渡金属络合物催化剂固相化，即制备无机或有机聚合物固载化威尔金森类催化剂，从而简化反应后催化剂与产物的分离，并使其适应于固定床式连续化大规模生产，就成了20世纪70至90年代国际化学界研究热点之一。

孙君坦（1927—2016），辽宁省沈阳市人，南开大学化学系教授，1958年毕业于南开大学化学系，师从何炳林先生，从事离子交换剂的教学、科研工作及校行政工作。曾任南开大学理科教研处秘书、南开大学教务处处长、南开大学科研处处长、南开大学高分子研究所副所长等职务。被评选为南开大学1959—1960年度先进工作者。

孙君坦长期从事聚合物固载化络合物催化剂的研究，曾在“中国科学”上发表过数篇学术论文，并在全国及国际学术会议上进行交流，得到好评。其中结合天津市化工发展需要进行的“均相络合物催化剂载体化的研究”于1983年获得天津市科学技术协会化工学会一等奖（完成人：李弘、孙君坦等7人）。

将高活性的威尔金森型过渡金属络合物催化剂固相化的途径有两条：一是将其固载于多孔型无机载体，如：分子筛、硅胶、活性炭等。此方法的优点是催化剂制备工艺简单，但因是通过吸附作用将催化活性络合物附着于载体表面，这样制成的固相化络合催化剂通常易发生金属活性物种在载体表面的聚集现象，导致催化剂活性大大下降。并且由于吸附是一种相对弱的作用力，被吸附在载体表面的催化活性络合物在催化反应过程中会由载体上大量脱落至反应液中，催化反应后仍需解决贵金属络合物由产物中分离回收问题。二是将威尔金森络合物通过配位键合作用固载于多孔型有机聚合物载体，但要得到活性高、选择性好及使用寿命长的聚合物固载化络合物催化剂就需要根据络合物与底物分子的空间尺寸设计、裁制具有特定交联度、孔径与比表面积的多孔型有机聚合物配体，这是一项具有高难度的研究工作。

南开大学高分子所高分子催化研究室通过对国内外研究工作的认真、深入剖析并结合我国实际情况主要开展了两项研究工作：聚合物固载化铑络合物催化二异丁烯氢甲酰化研究（国家教委支持项目，项目负责人：孙君坦）；聚合物固载化钌络合物催化1，5，9-顺、反、反式-环十二碳三烯选择加氢制备顺式-环十二碳一烯研究（天津市科委支持项目，项目负责人：李弘）。

以苯乙烯（S）、二乙烯基苯（DVB）为共聚单体，在选定种类及用量的致孔剂（PA）存在下经自由基交联共聚合。首先，制成具有特定交联度、孔径、比表面积的多孔型交联聚苯乙烯微球（PS），再经系列功能基化反应合成了高分子胺、高分子膦二大类功能高分子配体。用这两类高分子配体分别与铑络合物Rh2（CO）4Cl2及钌络合物Ru（PPh3）3Cl2反应制成了多孔聚苯乙烯固载化铑络合物（Ⅰ）及钌络合物（Ⅱ）催化剂。(www.xing528.com)

利用聚合物固载化络合物催化剂Ⅰ成功地进行了二异丁烯的催化氢甲酰化反应，催化剂不仅活性高，而且选择性好，催化反应后产物与催化剂分离工艺简化，催化剂可重复使用。

利用所裁制聚合物固载化络合物催化剂Ⅱ成功地进行了顺、反、反-1，5，9-环十二碳三烯的选择加氢反应，催化剂不仅保留了均相钌络合物高催化活性，而且催化加氢选择性优于对应均相钌络合物催化剂，目标产物顺式-环十二碳一烯生成选择性高达100%（无环十二碳二烯及环十二烷生成）。

聚合物固载化络合物Ⅰ催化二异丁烯氢甲酰化研究对解决当时我国石油化工大量副产物二异丁烯利用起了积极作用。聚合物固载化络合物Ⅱ催化环十二碳三烯选择加氢合成环十二碳一烯通过天津市科委组织的新产品技术鉴定，鉴定专家认定这一成果达到世界先进水平。

成果学术研究部分在当时中国最高影响力学术期刊“中国科学”发表数篇学术论文；应邀在“第一届全国一碳化学学术讨论会”及“中日美高分子金属络合物学术讨论会”作学术报告，深获好评，对推动我国功能高分子学术研究及学科发展起了积极作用。

成果完成人：孙君坦、何炳林、李弘、王玉琴