高分子催化剂
摘要：本文概述了高分子催化剂的发展情况对高分子催化剂的载体和固定化方法进行了讨论，全文对下列高分子催化剂作了专门讨论：离子交换树脂、相转移催化剂、过渡金属络合物催化剂等。
关键词高分子催化剂离子交换树脂相转移催化剂金属催化剂
Abstract: This paper summarizes the developments of polymer catalysts and discusses the carrier of polymer catalysts and the methods of joint . It deal spoecially with the following polymer catalysts:ior-exchang resin、phase transfer catalysts、transition metal complex,fixed enzyme etc.
高分子催化剂又叫聚合物催化剂，它是聚合物试剂中的一类。聚合物试剂简单地说就是将低分子有机试剂或者其它功能基连接到交联聚合物上而形成的。聚合物既可以是有机物，也可以是无机物连接的方法主要有化学共价键合法和物理吸附法。自从用固相合成法成功地合成了多肤和低聚核普酸之后，聚合物试剂的研究和在有机合成当中的应用得到了很大的进展，特别是近几年发展得更加迅速，已用于精细有机合成和多肽、糖、核苷酸、生物碱、激素等天然产物的合成。其中高分子催化剂更受人们的重视，所谓高分子催化剂是将酶或非生物活性的催化剂连接在聚合物的基架上而生成的[1]。
在工业上，一般采用的是固相催化剂和过渡金属络合物催化剂。前者催化活性和选择性均不理想，尚待继续改进后者是近二十年发展起来的催化剂，虽然其催化活性和选择性比固相催化剂高，但是，在稳定性和寿命方面都不如固相催化剂，且易中毒失活对反应器有腐蚀作用更主要的是催化剂难以从反应混合物中分离出来当金属是贵重金属时，催化剂的价格很昂贵，损耗很大含催化剂的废液对环境污染很大。这些缺点对于大量的工业化生产是很严重的问题。为了克服这些缺点，人们在积极地开发新的催化剂一一高分子催化剂，把过渡金属络合物固定在高分子化合物上，研究表明，这类催化剂具有很多优越性，在工业生产上，有着广阔的发展前景。这种高分子催化剂是溶性的聚合物颗粒，反应后采用简单地过滤或离心法就能迅速进行分离。高分子催化剂具有以下可贵的优点：
1、可以简化反应步骤
2、提高了催化剂的稳定性
3、腐蚀性小，
4、由于易于分离，反应后的催化剂可以回收重复使用，
5、催化的重现性高，
6、、可以提高催化活性和选择性，
7、由于高分子骨架的固定结构，可以提供特殊的反应条件，
8、有可能使反应连续化自动化
二高分子催化剂的类型[2]
很久以前科学家就发现，有些物质可以大大加快某些化学反应的速度，而自身在反应前后却并未发生变化，这些物质就是我们常说的催化剂。在化学反应中催化剂不能改变反应的趋势，而是通过降低反应的活化能提供一条快速反应通
道。有催化剂参与的反应称为催化反应。
1、催化反应可以按照反应体系的外观特征划分为两大类。
1.1 均相催化反应[3]
催化剂完全溶解在反应介质中，反应体系成为均匀的单相。在均相反应中反应物分子可以相互充分接触，有利于反应的快速进行。但是反应完成之后一般需要较复杂的分离纯化等后处理步骤将产品与催化剂分开。而在处理过程中常常会造成催化剂失活或损失。
1.2 多相催化反应
与均相催化反应相反，在多相催化中催化剂自成一相，反应过后通过简单过滤即可将催化剂分离回收。这种催化剂最初大多由过渡金属和它们的氧化物组成。不溶于反应介质是由于它们的物理化学性质所决定而非人为。
由于多相反应后处理简单，催化剂与反应体系分离容易(简单过滤)，回收的催化剂可以反复多次使用，因此近年来受到普遍关注和欢迎。特别是对于那些制造困难，价格昂贵，又没有理想替代物的催化剂，如稀有金属络合物[4]等，实现多相催化是非常有吸引力的，对工业化大生产更是如此。为此人们开始研究将均相催化转变成多相催化反应，其主要手段之一就是将可溶性催化剂高分子化，使其在反应体系中的溶解度降低，而催化活性又得到保持。在这方面最成功的例证是用于酸碱催化反应的离子交换树脂催化剂、聚合物相转移催化剂和用于加氢和氧化等催化反应的高分子过渡金属络合物催化剂。生物催化剂——固化酶从原理上讲也属于这一类。
2、催化反应按照载体和反应类型分为以下几类
2.1 相转移型催化剂
相转移催化是20世纪六十年代后期出现的项技术[6]。相转移催化的方法，不需要特殊的仪器设备，也不需要价格昂贵的无水溶剂或非质子溶剂并目反应条件温和，操作简便，副反应少，选择性高。利用相转移催化，能使许多在一般条件下反应速度很慢或不能进行的反应，大大提高反应速度而顺利进行。相转移催化在烃基化、亲核取代、消去以及氧化还原等各种类型的有机反应中，都有着广泛的应用。因此相转移催化方法在科研和化工生产中越来越受到重视，应用范围不断扩大，在有机合成中显露出重大的实用意义。
2.1.1相转移催化剂反应机理
转移催化通常是在两个不相溶的相一般为水相和有机相间进行的，但也可以在液一固两相之间，或三相间进行。通常水相中溶有盐等无机试剂。它作为亲核试剂有机相是有待与盐反应的有机物或溶解有待与盐反应的有机物的液相由含
盆的水相与含有反应物的有机相是互不相溶的，反应物之间难以充分地相互接触，因此反应不能发生或即使能够发生，反应速度也很慢。相转移催化剂的作用，就是催化剂先和水相中的盐等反应生成中间化合物，，然后这种中间化合物能够转入有机相中和反应物作用生成产物，通过相转移催化对反应机理的改变使得不相溶的两相不再成为反应的障碍，从而可以取得满意的反应效果。[7]在相转移催化反应中，常用的相转移催化剂是季铵盐Q+X-。例C6H5CH2N+ ，(CH3 ) 3CI-等。催化作用原理[8]：
