1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1 本课题的研究背景及意义

氮杂卡宾（nhc）的研究历史最早要追溯到1832年，wohler和liebig^[1]发现氰根负离子(cn-)可以催化苯甲醛的安息香缩合反应开始。随后，无数的化学家开始参与到与此相关的研究中来。然而直至1958年，berslow等在lapworth和mizuhara工作的基础上做了详细的研究并提出了其明确的反应机理。氮杂卡宾作为一类新型的仿生有机催化剂引起了化学家的广泛关注，人们对此开展了大量的研究和相关工作^[2]。在研究中我们发现n-杂环卡宾配体具有许多优势:共轭性强、结构易修饰、配体易制备且廉价、可用于催化各式各样的有机反应等^[3]。尤其在有机金属化学中有着无可替代的位置，这些优点使得n-杂环卡宾不论是作为配体在金属配位化学和有机金属催化反应,还是作为小分子催化剂直接催化反应,都得到了广泛的应用。

磁性纳米材料作为一种新兴材料而被广泛关注，其催化活性高、易回收、对环境污染小等特征的优异性能是其他材料不可取代的，它最大优点是可以在外加磁场中快速的导向分离，而具备超顺磁性的载体在撤去磁场后磁性很快消失，不影响载体的再分散。磁性纳米材料在记忆材料、微型磁驱动控制、靶向药物传送、磁流体热疗、分离检测、水污染治理等领域发展迅速。近些年来，国内外已报道了很多令人振奋的优秀研究成果，氮杂卡宾已成为当今材料科学热门方向之一。随着人们对材料科学的深入研究，对材料功能的要求标准也越来越高，趋向于使一种材料具备多种功能。对纳米磁性材料而言，各性质材料的复合研究被重点关注。制备具有磁-负载特性、磁-光特性、磁-电特性等特性的新型纳米复合材料，无论在医学、军事、环境等诸多领域都具有很广阔的应用前景。因其纳米尺寸效应使其通常不具备其他载体通常存在的传质传热变差的问题，是一种优异的催化剂载体^[4]。四氧化三铁纳米粒子便是一种常见的磁性材料，其制备方法多样，操作简单，成本低廉。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题研究的主要内容是氮杂卡宾纳米磁性材料的制备及应用，制备一种或多种基于氮杂卡宾磁性纳米颗粒催化剂，并在多个合成反应体系中实现催化剂简便的分离和循环使用。目前需要研究解决的问题有如何获得可用的氮杂卡宾、将氮杂卡宾负载在磁性纳米材料上的方法以及这种催化剂的应用等。针对氮杂卡宾前体的合成，拟采用芳香胺和乙二醇为原料，通过NaBH₄还原后再与原甲酸三乙酯合成得到目标产物。当然也可使用其他更方便快捷的方法。通过硅烷偶联剂来修饰Fe₃O₄纳米材料表面，赋予Fe₃O₄纳米粒子外侧亲有机的反应活性位点，使氮杂卡宾能与这种纳米粒子结合，从而获得所需要的物质。在制备过程中，还将对反应条件（反应温度，反应时间，反应用量等）进行优化，尽量减少反应步骤和流程，缩短操作过程，探究制备氮杂卡宾纳米磁性催化剂的最佳制备工艺。在应用方面，将尝试将这种催化剂应用于更广的领域，例如小分子催化、酯化反应等，并探索实验影响因素，以及如何提高这种催化剂的催化性能和回收率等等。