Nghiên Cứu Phản Ứng Heck Hình Thành Liên Kết Carbon-Carbon Trong Điều Kiện Hóa Học Xanh

Nghiên cứu phản ứng Heck trong điều kiện hóa học xanh, hình thành liên kết carbon-carbon, mang lại giải pháp bền vững cho ngành hóa học.

• Tác giả: TS Phan Thanh Sơn Nam
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG-HCM
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Phản Ứng Heck Hình Thành Liên Kết Carbon-Carbon Trong Điều Kiện Hóa Học Xanh
• Loại tài liệu: báo cáo nghiệm thu
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2. CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. NGHIÊN CỨU THỰC HIỆN PHẢN ỨNG HECK VỚI XÚC TÁC BENTONITE BÌNH THUẬN BIẾN TÍNH
• 2.1.1. Phương pháp nghiên cứu
• 2.1.2. Xác định một số đặc trưng của xúc tác
• 2.1.3. Kiểm tra hoạt tính xúc tác trong phản ứng Heck
• 2.1.4. Xử lý kết quả
• 2.1.5. Thu hồi và tái sử dụng xúc tác
• 2.2. NGHIÊN CỨU THỰC HIỆN PHẢN ỨNG HECK TRONG DUNG MÔI XANH LÀ CHẤT LỎNG ION
• 2.2.1. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.2. Điều chế chất lỏng ion
• 2.2.3. Xác định cấu trúc của chất lỏng ion
• 2.2.4. Nghiên cứu thực hiện phản ứng Heck trong dung môi là chất lỏng ion
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. NGHIÊN CỨU THỰC HIỆN PHẢN ỨNG HECK VỚI XÚC TÁC BENTONITE BÌNH THUẬN BIẾN TÍNH
• 3.1.1. Điều chế xúc tác bentonite Bình Thuận biến tính với Pd2+
• 3.1.2. Phản ứng Heck của iodobenzene và dẫn xuất với styrene
• 3.1.3. Ảnh hưởng của dung môi phản ứng
• 3.1.4. Ảnh hưởng của loại base được sử dụng
• 3.1.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
• 3.1.6. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác
• 3.1.7. Thu hồi và tái sử dụng xúc tác
• 3.1.8. Ảnh hưởng của nhóm thế trên vòng benzene
• 3.2. Phản ứng Heck của bromobenzene và dẫn xuất với styrene
• 3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
• 3.2.2. Ảnh hưởng của loại base được sử dụng
• 3.2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác
• 3.2.4. Thu hồi và tái sử dụng xúc tác
• 3.2.5. Ảnh hưởng của nhóm thế trên vòng benzene
• 3.3. Phản ứng Heck thực hiện với sự hỗ trợ của vi sóng
• 3.4. NGHIÊN CỨU THỰC HIỆN PHẢN ỨNG HECK TRONG DUNG MÔI XANH LÀ CHẤT LỎNG ION
• 3.4.1. Điều chế chất lỏng ion
• 3.4.2. Xác định cấu trúc của chất lỏng ion
• 3.4.3. Nghiên cứu thực hiện phản ứng Heck trong dung môi là chất lỏng ion trong điều kiện gia nhiệt thông thường
• 3.4.4. Nghiên cứu thực hiện phản ứng Heck trong dung môi là chất lỏng ion trong điều kiện có sự hỗ trợ của vi sóng
• 3.4.5. Nghiên cứu khả năng thu hồi và tái sử dụng hệ dung môi chất lỏng ion - xúc tác palladium trong phản ứng Heck
• 3.4.6. Nghiên cứu kết hợp xúc tác bentonite biến tính với chất lỏng ion làm dung môi xanh cho phản ứng Heck
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phản Ứng Heck Trong Hóa Học Xanh Hiện Nay

Phản ứng Heck, một phản ứng ghép cặp carbon-carbon, đóng vai trò then chốt trong tổng hợp hữu cơ và phát triển vật liệu. Ứng dụng rộng rãi trong dược phẩm và hóa chất cao cấp. Tuy nhiên, phản ứng truyền thống sử dụng xúc tác palladium và các điều kiện khắc nghiệt, gây ra nhiều vấn đề về bảo vệ môi trường. Hóa học xanh hướng tới phát triển các phương pháp phản ứng Heck cải tiến với mục tiêu giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường, sử dụng dung môi xanh và chất xúc tác tái chế. Nghiên cứu này tập trung vào việc thực hiện phản ứng Heck trong điều kiện hóa học xanh, cụ thể là sử dụng xúc tác dị thể và dung môi ion lỏng.

1.1. Lịch sử và Tầm quan trọng của Phản ứng Heck

Phản ứng Heck, được phát triển bởi Richard F. Heck, là một phản ứng ghép cặp quan trọng trong tổng hợp hữu cơ. Phản ứng này cho phép tạo liên kết carbon-carbon coupling giữa một aryl halide hoặc vinyl halide với một alkene. Được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất dược phẩm, hóa chất nông nghiệp, và vật liệu. Sự phát triển của phản ứng Heck đã được trao giải Nobel Hóa học năm 2010.

1.2. Các Nguyên tắc Cơ bản của Hóa học Xanh Trong Heck

Hóa học xanh hướng tới giảm thiểu hoặc loại bỏ việc sử dụng và tạo ra các chất độc hại. Áp dụng vào phản ứng Heck, bao gồm việc sử dụng dung môi xanh (ví dụ: dung môi nước, dung môi ion lỏng, super critical CO2), chất xúc tác tái chế, và thiết kế các điều kiện phản ứng an toàn hơn. Mục tiêu là tăng hiệu suất phản ứng và độ chọn lọc đồng thời giảm E-factor và tăng kinh tế nguyên tử.

II. Thách Thức Trong Phản Ứng Heck Truyền Thống Cần Giải Pháp Xanh

Phản ứng Heck truyền thống thường gặp các vấn đề về môi trường do sử dụng dung môi hữu cơ độc hại và chất xúc tác palladium đắt tiền, khó tái chế. Ligand phosphine, thường được sử dụng để ổn định xúc tác palladium, cũng là chất độc hại. Việc tách và thu hồi chất xúc tác sau phản ứng cũng là một thách thức lớn. Cần có những nghiên cứu và giải pháp để thay thế các thành phần độc hại, tìm kiếm các phản ứng Heck cải tiến thân thiện với môi trường hơn, góp phần vào phát triển bền vững.

2.1. Vấn Đề Sử Dụng Dung Môi Hữu Cơ Độc Hại Trong Phản Ứng

Các dung môi hữu cơ như DMF, toluene thường được sử dụng trong phản ứng Heck. Các dung môi này có thể gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Việc tìm kiếm và sử dụng dung môi xanh, như dung môi nước hoặc dung môi ion lỏng, là một giải pháp quan trọng để giảm thiểu tác động tiêu cực.

2.2. Khó khăn trong việc Tái Chế và Thu Hồi Xúc Tác Palladium

Xúc tác palladium là thành phần quan trọng trong phản ứng Heck, nhưng lại đắt tiền và khó tái chế. Việc phát triển các chất xúc tác dị thể hoặc nano catalyst có thể được tái sử dụng nhiều lần là một hướng đi quan trọng. Ngoài ra, nghiên cứu các phản ứng Heck không palladium cũng là một giải pháp tiềm năng.

2.3. Ảnh Hưởng của Ligand Phosphine Độc Hại đến Môi Trường

Ligand phosphine thường được sử dụng để ổn định xúc tác palladium trong phản ứng Heck. Tuy nhiên, các ligand này thường độc hại và khó phân hủy. Việc tìm kiếm các ligand thay thế an toàn hơn hoặc phát triển các phản ứng Heck không cần ligand là một mục tiêu quan trọng.

III. Phương Pháp Xúc Tác Dị Thể Trong Phản Ứng Heck Xanh Nghiên Cứu

Xúc tác dị thể mang lại nhiều ưu điểm so với xúc tác đồng thể, bao gồm khả năng tái sử dụng, dễ dàng tách khỏi sản phẩm, và giảm thiểu ô nhiễm kim loại. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng bentonite Bình Thuận biến tính với palladium làm chất xúc tác cho phản ứng Heck. Bentonite là một loại khoáng sét tự nhiên có sẵn, rẻ tiền, và có khả năng hấp phụ tốt. Việc biến tính bentonite với palladium tạo ra một chất xúc tác hiệu quả và thân thiện với môi trường. Nghiên cứu của TS. Phan Thanh Sơn Nam cho thấy bentonite biến tính có hoạt tính xúc tác cao trong phản ứng Heck.

3.1. Ưu điểm của Xúc Tác Dị Thể so với Xúc Tác Đồng Thể

Xúc tác dị thể dễ dàng tách khỏi hỗn hợp phản ứng bằng phương pháp lọc hoặc ly tâm. Điều này giúp thu hồi và tái sử dụng chất xúc tác nhiều lần, giảm chi phí và giảm lượng chất thải. Xúc tác dị thể cũng thường ổn định hơn xúc tác đồng thể ở nhiệt độ cao.

3.2. Quy trình Biến Tính Bentonite Bình Thuận với Palladium

Bentonite Bình Thuận được biến tính bằng cách trao đổi cation với dung dịch PdCl2. Quá trình này giúp gắn palladium lên bề mặt của bentonite, tạo ra chất xúc tác có hoạt tính cao. Hàm lượng palladium trong chất xúc tác được xác định bằng phương pháp ICP-MS.

3.3. Khảo Sát Hoạt Tính của Xúc Tác Trong Phản Ứng Heck

Hoạt tính của xúc tác bentonite biến tính được đánh giá thông qua phản ứng Heck giữa các dẫn xuất aryl halide và styrene. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng như dung môi phản ứng, base, nhiệt độ, và hàm lượng chất xúc tác được khảo sát.

IV. Dung Môi Ion Lỏng Trong Phản Ứng Heck Giải Pháp Hóa Học Xanh

Dung môi ion lỏng là một loại dung môi xanh tiềm năng, có nhiều ưu điểm như áp suất hơi thấp, tính ổn định nhiệt cao, và khả năng hòa tan nhiều loại hợp chất. Nghiên cứu này sử dụng dung môi ion lỏng làm môi trường cho phản ứng Heck. Kết quả cho thấy dung môi ion lỏng giúp tăng tốc độ phản ứng và hiệu suất phản ứng. Đặc biệt, dung môi ion lỏng có thể được tái sử dụng nhiều lần mà không làm giảm hoạt tính của chất xúc tác. TS. Phan Thanh Sơn Nam đã tổng hợp và sử dụng thành công các chất lỏng ion cho phản ứng Heck.

4.1. Tổng quan về Ưu điểm và Tính chất của Dung Môi Ion Lỏng

Dung môi ion lỏng là các muối hữu cơ nóng chảy ở nhiệt độ thấp (dưới 100°C). Chúng có nhiều ưu điểm như không bay hơi, ổn định nhiệt, và có thể điều chỉnh tính chất bằng cách thay đổi cấu trúc ion. Dung môi ion lỏng được xem là dung môi xanh vì chúng ít gây ô nhiễm môi trường.

4.2. Quy trình Tổng Hợp Các Chất Lỏng Ion Sử Dụng trong Nghiên Cứu

Các chất lỏng ion như 1-butyl-3-methylimidazolium bromide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bromide, và 1-octyl-3-methylimidazolium bromide được tổng hợp từ phản ứng giữa alkyl bromide và N-methylimidazole. Cấu trúc của các chất lỏng ion được xác định bằng phương pháp NMR và MS.

4.3. Ảnh hưởng của Dung Môi Ion Lỏng đến Hiệu Suất Phản Ứng Heck

Nghiên cứu cho thấy sử dụng dung môi ion lỏng làm tăng hiệu suất phản ứng Heck so với sử dụng dung môi hữu cơ thông thường. Tốc độ phản ứng cũng tăng đáng kể khi có sự hỗ trợ của vi sóng. Dung môi ion lỏng cũng giúp tái sử dụng chất xúc tác palladium nhiều lần.

V. Ứng Dụng Vi Sóng và Kết Hợp Xúc Tác Dung Môi Heck Hiệu Quả

Việc sử dụng vi sóng trong phản ứng Heck giúp tăng tốc độ phản ứng và giảm thời gian phản ứng đáng kể. Kết hợp xúc tác bentonite biến tính với dung môi ion lỏng và vi sóng mang lại hiệu quả cao nhất. Hàm lượng palladium cần sử dụng giảm đáng kể so với việc sử dụng xúc tác đồng thể. Hệ chất lỏng ion - xúc tác palladium có thể được thu hồi và tái sử dụng mà không cần bổ sung thêm palladium. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển phản ứng Heck bền vững.

5.1. Vai trò của Vi Sóng trong việc Tăng Tốc Độ Phản Ứng Heck

Vi sóng cung cấp năng lượng trực tiếp cho các phân tử phản ứng, giúp tăng tốc độ phản ứng và giảm thời gian phản ứng. Phản ứng Heck thực hiện trong điều kiện vi sóng thường cho hiệu suất cao hơn và độ chọn lọc tốt hơn so với phản ứng thực hiện trong điều kiện gia nhiệt thông thường.

5.2. Tối Ưu Hóa Điều Kiện Phản Ứng Khi Kết Hợp Các Yếu Tố

Việc tối ưu hóa phản ứng Heck khi kết hợp xúc tác dị thể, dung môi ion lỏng, và vi sóng đòi hỏi phải điều chỉnh các yếu tố như nhiệt độ, thời gian phản ứng, hàm lượng chất xúc tác, và tỷ lệ các chất phản ứng. Mục tiêu là đạt được hiệu suất cao nhất với lượng chất xúc tác ít nhất.

5.3. Khả năng Tái Sử Dụng Hệ Xúc Tác và Dung Môi Kết Hợp

Hệ xúc tác bentonite biến tính và dung môi ion lỏng có thể được thu hồi và tái sử dụng nhiều lần mà không làm giảm hoạt tính xúc tác. Việc này giúp giảm chi phí và giảm lượng chất thải, góp phần vào phát triển kinh tế tuần hoàn.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Phản Ứng Heck Trong Tương Lai

Nghiên cứu này đã thành công trong việc phát triển một phương pháp phản ứng Heck thân thiện với môi trường, sử dụng xúc tác bentonite biến tính, dung môi ion lỏng, và vi sóng. Phương pháp này có nhiều ưu điểm như hiệu suất cao, độ chọn lọc tốt, khả năng tái sử dụng chất xúc tác và dung môi, và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để mở rộng phạm vi ứng dụng của phương pháp này, khám phá các loại dung môi xanh và chất xúc tác mới, và phát triển các phản ứng Heck không cần palladium.

6.1. Tổng Kết Các Kết Quả Nghiên Cứu và Đóng Góp

Nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả của việc sử dụng xúc tác bentonite biến tính và dung môi ion lỏng trong phản ứng Heck. Việc kết hợp với vi sóng giúp tăng tốc độ phản ứng và giảm thời gian phản ứng. Kết quả nghiên cứu góp phần vào việc phát triển các phương pháp tổng hợp hữu cơ bền vững.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo để Phát Triển Hóa Học Xanh

Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc sử dụng các loại dung môi xanh khác như dung môi siêu tới hạn CO2 hoặc dung môi nước trong phản ứng Heck. Việc phát triển các chất xúc tác mới từ kim loại rẻ tiền và dễ kiếm cũng là một hướng đi tiềm năng.

6.3. Tiềm Năng Ứng Dụng Rộng Rãi trong Dược Phẩm và Vật Liệu

Phản ứng Heck được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất dược phẩm, hóa chất nông nghiệp, và vật liệu. Việc phát triển các phương pháp phản ứng Heck thân thiện với môi trường sẽ mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các ngành công nghiệp này.

Nội dung chính

Nghiên Cứu Phản Ứng Ghép Đôi Heck Tạo Liên Kết Carbon-Carbon Trong Điều Kiện Hóa Học Xanh

Tóm tắt nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu do TS. Phan Thanh Sơn Nam làm chủ nhiệm (thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM, nghiệm thu tháng 06/2009) tập trung giải quyết câu hỏi khoa học cốt lõi: Làm thế nào để thực hiện phản ứng ghép đôi carbon-carbon Heck với hiệu suất cao, kinh tế và thân thiện với môi trường mà không phụ thuộc vào xúc tác phức phosphine độc hại, đắt tiền hay các dung môi hữu cơ bay hơi truyền thống?

Nhóm nghiên cứu đã phát triển hai hướng tiếp cận đột phá mang tính "xanh hóa" quy trình:

1. Chế tạo xúc tác dị thể từ nguồn khoáng sét tự nhiên bentonite Bình Thuận biến tính trao đổi ion $Pd^{2+}$ (hàm lượng Pd đạt $0,12 - 0,14\text{ mmol/g}$).
2. Tổng hợp các chất lỏng ion họ imidazolium ([bmim]Br, [hmim]Br, [omim]Br) dưới sự hỗ trợ của vi sóng để làm dung môi xanh (green solvent).

Kết quả thực nghiệm chứng minh xúc tác bentonite-$Pd^{2+}$ (0,5 – 0,8 mol% Pd) xúc tác hiệu quả phản ứng giữa các dẫn xuất aryl halide và styrene, đạt độ chuyển hóa từ 76% đến trên 99% với độ chọn lọc đồng phân trans-stilbene vượt trội (~90%) mà hoàn toàn không cần ligand phosphine. Đặc biệt, khi kết hợp dung môi chất lỏng ion với bức xạ vi sóng, tốc độ phản ứng tăng vọt: độ chuyển hóa đạt xấp xỉ 99% chỉ trong 2,5 – 3 phút (so với 7 giờ khi gia nhiệt thông thường). Hệ xúc tác bentonite-$Pd^{2+}$ và hệ dung môi chất lỏng ion – Pd đều có khả năng thu hồi, tái sử dụng bền bỉ đến 6 chu kỳ mà không suy giảm hoạt tính đáng kể. Công trình mở ra triển vọng to lớn trong việc ứng dụng nguồn khoáng sản nội địa vào tổng hợp hóa dược sạch và vật liệu tiên tiến tại Việt Nam.

---

Bối cảnh và tầm quan trọng

Phản ứng ghép đôi carbon-carbon Heck (Heck cross-coupling) giữa aryl halide và alkene là một trong những phản ứng nền tảng quan trọng nhất của hóa hữu cơ hiện đại. Phản ứng này là chìa khóa then chốt trong quy trình tổng hợp nhiều loại dược phẩm giá trị cao như thuốc ngăn ngừa ung thư CP-724,714, thuốc chống đột quỵ BMS-204352, các hợp chất tự nhiên hoạt tính sinh học (resveratrol, rosavin), cũng như sản xuất polymer dẫn điện và thủy tinh hữu cơ chuyên dụng.

Tuy nhiên, quy trình Heck truyền thống tồn tại nhiều rào cản kỹ thuật và môi trường lớn:

• Độc tính và chi phí xúc tác: Hệ xúc tác đồng thể cổ điển chủ yếu sử dụng phức palladium với các ligand phosphine (như triphenylphosphine). Phosphine là hóa chất đắt tiền, có độc tính cao, nhạy cảm với không khí và rất khó phân tách khỏi hỗn hợp sản phẩm.
• Nhiễm vết kim loại nặng: Xúc tác đồng thể không thể thu hồi, dẫn đến nguy cơ sản phẩm hóa dược bị nhiễm vết palladium kim loại nặng – một tiêu chuẩn bị kiểm soát ngặt nghèo trong y dược.
• Dung môi độc hại: Việc sử dụng các dung môi hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) như DMF, xylene tiềm ẩn rủi ro cháy nổ và ô nhiễm môi trường làm việc.

Tại thời điểm năm 2008 – 2009, các nghiên cứu về phản ứng Heck theo định hướng Hóa học Xanh (Green Chemistry) hầu như chưa được công bố hay giảng dạy chuyên sâu tại Việt Nam. Việc thực hiện đề tài nghiên cứu này mang tính thời sự cấp thiết, không chỉ giúp giải quyết trọn vẹn bài toán thay thế ligand phosphine độc hại bằng xúc tác dị thể bền vững, mà còn tiên phong khai thác nguồn khoáng sét bentonite dồi dào tại Bình Thuận, tạo tiền đề nâng cao giá trị tài nguyên nội địa và thúc đẩy chuyển đổi xanh trong ngành công nghiệp hóa chất Việt Nam.

---

Methodology và approach

Nghiên cứu được thiết kế thực nghiệm bài bản, tích hợp đồng bộ từ khâu chế tạo vật liệu, tổng hợp dung môi xanh đến khảo sát tối ưu hóa phản ứng xúc tác:

[Bentonite Bình Thuận nguyên khai] 
[Bentonite tinh chế] 
[Bentonite-H+] (Diện tích bề mặt BET: 275 m²/g)
[Xúc tác bentonite-Pd²⁺] (Hàm lượng Pd: 0,12 - 0,14 mmol/g)

1. Điều chế và định danh xúc tác rắn bentonite-Pd²⁺

• Xử lý khoáng sét: Bentonite nguyên khai Bình Thuận được tinh chế bằng phương pháp huyền phù lắng gạn 24 giờ để loại cát thô và khoáng phi sét (hiệu suất thu hồi đạt 15%). Mẫu tinh chế được hoạt hóa acid bằng dung dịch HCl 10% ở 70 °C trong 6 giờ (tỷ lệ rắn:lỏng 1:22) nhằm thay thế các cation $Ca^{2+}, Mg^{2+}, Na^{+}, K^{+}$ giữa các lớp mạng bằng $H^{+}$, tạo bentonite-$H^{+}$.
• Trao đổi cation: Bentonite-$H^{+}$ được trao đổi cation với dung dịch $PdCl_2$ 0,016 M ở 70 °C trong 24 giờ, rửa sạch ion $Cl^-$ (kiểm tra bằng $AgNO_3$) và sấy khô, tạo xúc tác bentonite-$Pd^{2+}$.
• Kỹ thuật phân tích lý hóa:
  • XRD: Xác định cấu trúc lớp đặc trưng của montmorillonite.
  • BET ($N_2$ ở 77 K): Đo diện tích bề mặt riêng (bentonite-$H^{+}$ đạt $275\text{ m}^2/\text{g}$, bentonite-$Pd^{2+}$ đạt $214\text{ m}^2/\text{g}$).
  • TEM & SEM: Đánh giá hình thái cấu trúc lớp nano/micro.
  • AAS & ICP-MS: Xác định định lượng hàm lượng palladium cố định trên chất mang đạt $0,12 - 0,14\text{ mmol Pd/g}$.

2. Tổng hợp dung môi xanh chất lỏng ion (Ionic Liquids)

Ba loại chất lỏng ion gồm 1-butyl-, 1-hexyl-, và 1-octyl-3-methylimidazolium bromide ([bmim]Br, [hmim]Br, [omim]Br) được tổng hợp trực tiếp từ N-methylimidazole và alkyl bromide tương ứng trong điều kiện không dung môi, kích hoạt bằng bức xạ vi sóng gián đoạn (công suất 80 W, tổng thời gian < 2 phút). Cấu trúc sản phẩm được xác định chính xác qua phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1H, ^{13}C\text{ NMR}$), phổ khối lượng (MS) và hồng ngoại (FT-IR).

3. Đánh giá hoạt tính xúc tác và độ tin cậy

• Phản ứng Heck giữa các dẫn xuất aryl halide ($I, Br, Cl$ mang nhóm thế $-H, -CH_3, -COCH_3$, hợp chất dị vòng bromothiophene, bromopyridine) và styrene được khảo sát đa biến: dung môi (DMF, isoamyl alcohol, xylene, chất lỏng ion), loại base ($Na_2CO_3, Et_3N, CH_3COONa, K_3PO_4$), nhiệt độ (80 – 140 °C), hàm lượng xúc tác (0,1 – 0,8 mol% Pd) và phương thức cấp nhiệt (gia nhiệt khuấy từ thông thường vs. lò vi sóng gia dụng 800 W có sinh hàn hoàn lưu).
• Độ tin cậy: Độ chuyển hóa được giám sát định lượng bằng sắc ký khí (GC) sử dụng hexadecane ($C_{16}H_{34}$) làm chất nội chuẩn; sản phẩm và đồng phân (trans, geminal, cis) được kiểm chứng bằng GC-MS và so sánh đối chiếu thời gian lưu với các chất chuẩn tinh khiết.

---

Phát hiện chính

1. Hiệu năng xúc tác vượt trội của bentonite-Pd²⁺ không cần ligand phosphine

Xúc tác bentonite-$Pd^{2+}$ thể hiện hoạt tính và độ chọn lọc rất cao trong phản ứng ghép đôi Heck mà hoàn toàn không cần bổ sung các ligand phosphine độc hại:

• Với iodobenzene: Ở 120 °C trong dung môi DMF, sử dụng base $Na_2CO_3$ và hàm lượng xúc tác 0,5 mol% Pd, phản ứng đạt độ chuyển hóa 96% sau 6 giờ.
• Với bromobenzene: Do liên kết C-Br bền hơn C-I, phản ứng cần nhiệt độ 140 °C và đạt độ chuyển hóa 76% (với 0,5 mol% Pd) và >99% (với 0,8 mol% Pd) sau 7 giờ.
• Sản phẩm chính luôn là đồng phân trans-stilbene với độ chọn lọc bền vững đạt 88% – 90%.

2. Dung môi DMF và base vô cơ $Na_2CO_3$ là hệ tối ưu cho xúc tác rắn

• Khảo sát dung môi cho thấy DMF (dung môi phân cực phi proton) vượt trội hoàn toàn so với isoamyl alcohol (phân cực có proton) và xylene (không phân cực), do DMF hỗ trợ thuận lợi cho quá trình hoàn nguyên $Pd(II)$ về tâm hoạt tính $Pd(0)$.
• Khác với xúc tác đồng thể, base vô cơ $Na_2CO_3$ dạng hạt rắn sau khi khuếch tán vào DMF đã trung hòa hiệu quả acid phụ phẩm (HI, HBr), cho độ chuyển hóa cao hơn hẳn các base hữu cơ như triethylamine ($Et_3N$) hay muối $CH_3COONa$.

3. Quy luật ảnh hưởng của nhóm thế nhân thơm khẳng định cơ chế phản ứng

Tốc độ phản ứng Heck trên xúc tác bentonite biến tính phụ thuộc chặt chẽ vào mật độ điện tử trên nhân thơm của dẫn xuất aryl halide:

• Nhóm hút điện tử ($-COCH_3$): Làm giảm mật độ điện tử tại vị trí liên kết C-X, thúc đẩy nhanh giai đoạn cộng hợp oxy hóa (oxidative addition), làm tăng đáng kể tốc độ phản ứng (4-iodoacetophenone và 4-bromoacetophenone phản ứng nhanh nhất).
• Nhóm đẩy điện tử ($-CH_3$): Làm tăng mật độ điện tử, cản trở giai đoạn cộng hợp oxy hóa, khiến tốc độ phản ứng giảm rõ rệt (4-iodotoluene và 4-bromotoluene phản ứng chậm hơn).
• Kết quả này khẳng định giai đoạn cộng hợp oxy hóa chính là giai đoạn quyết định tốc độ trong chu trình xúc tác Heck dị thể.

                  Giai đoạn quyết định tốc độ (chậm)
                  Nhóm hút e (-COCH3)  --> Tăng tốc
                  Nhóm đẩy e (-CH3)    --> Giảm tốc

4. Tác động gia tốc đột phá của bức xạ vi sóng

Khi thực hiện phản ứng dưới sự hỗ trợ của vi sóng (800 W):

• Phản ứng của 4-iodotoluene với styrene đạt độ chuyển hóa 97% chỉ sau 1 giờ, vượt xa mức 61% sau 6 giờ gia nhiệt thông thường.
• Phản ứng của bromobenzene đạt độ chuyển hóa tương đương sau 1 giờ vi sóng so với 7 giờ gia nhiệt truyền thống.
• Thử nghiệm thăm dò trên dẫn xuất dị vòng khó hoạt hóa như 3-bromopyridine đạt độ chuyển hóa ấn tượng 77% sau 1 giờ.

5. Dung môi xanh chất lỏng ion + vi sóng: Phản ứng siêu tốc trong 3 phút

• Quy trình tổng hợp chất lỏng ion bằng vi sóng không dung môi đạt hiệu suất rất cao: 96,2% với [bmim]Br, 83,8% với [hmim]Br, và 63,8% với [omim]Br chỉ trong thời gian < 2 phút.
• Đột phá nhất: Khi sử dụng chất lỏng ion làm dung môi kết hợp vi sóng, phản ứng Heck đạt độ chuyển hóa xấp xỉ 99% chỉ trong 2,5 – 3 phút mà không cần bất kỳ ligand phosphine nào. Thời gian phản ứng được rút ngắn hơn 140 lần so với phương pháp cổ điển.

6. Độ bền và khả năng tái sử dụng xuất sắc

• Xúc tác bentonite-$Pd^{2+}$ tách pha dễ dàng bằng lọc hoặc ly tâm. Khi nâng nhiệt độ lên 130 °C, xúc tác duy trì hoạt tính xuất sắc qua 6 chu kỳ tái sử dụng liên tiếp (độ chuyển hóa >99% ở 4 chu kỳ đầu, đạt 94% ở lần 5 và 91% ở lần 6; độ chọn lọc trans duy trì ~90%).
• Hệ chất lỏng ion – xúc tác palladium cũng được thu hồi và tái sử dụng nhiều lần mà không cần bổ sung thêm nguồn palladium mới.

---

Đóng góp khoa học

1. Đóng góp về mặt lý thuyết

• Làm sáng tỏ cơ chế hoạt động của xúc tác dị thể palladium cố định trên khoáng sét tự nhiên trong phản ứng ghép đôi carbon-carbon, cung cấp dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về động học và hiệu ứng nhóm thế nhân thơm.
• Chứng minh khả năng tự ổn định tâm xúc tác $Pd(0)$ trong môi trường dung môi phân cực và chất lỏng ion họ imidazolium mà không cần sự trợ giúp của các phối tử phosphine hữu cơ.

2. Đổi mới về mặt phương pháp luận

• Thiết lập quy trình điều chế xúc tác rắn dị thể bentonite-$Pd^{2+}$ chi phí thấp từ bentonite nguyên khai Việt Nam qua chuỗi tinh chế – hoạt hóa acid – trao đổi cation có kiểm soát.
• Phát triển thành công kỹ thuật tổng hợp "xanh" các chất lỏng ion họ imidazolium bằng vi sóng không dung môi trong thời gian siêu ngắn (< 2 phút).
• Tích hợp thành công kỹ thuật chiếu xạ vi sóng vào hệ phản ứng dị thể rắn – lỏng và chất lỏng ion, mở ra hướng tiếp cận công nghệ mới giúp tối ưu hóa truyền nhiệt và tăng tốc độ phản ứng hữu cơ.

3. Ý nghĩa thực tiễn và chính sách

• Gia tăng giá trị khoáng sản nội địa: Nâng tầm giá trị thương mại của mỏ bentonite Bình Thuận từ khoáng sản thô thành vật liệu xúc tác công nghệ cao.
• Thúc đẩy công nghiệp hóa dược sạch: Cung cấp giải pháp kỹ thuật khả thi giúp các nhà máy hóa dược loại bỏ nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng và hóa chất độc hại, đáp ứng các tiêu chuẩn sản xuất bền vững và chính sách bảo vệ môi trường quốc gia.

---

Đối tượng quan tâm

Nhóm đối tượng	Khía cạnh quan tâm chính	Lợi ích cụ thể mang lại
Nhà nghiên cứu học thuật (Giảng viên, NCS, học viên cao học)	Cơ chế xúc tác dị thể, Hóa học Xanh, tổng hợp vi sóng	Cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm chuẩn mực, quy trình biến tính khoáng sét và phương pháp luận tổng hợp xanh làm tài liệu tham khảo giảng dạy, nghiên cứu.
Doanh nghiệp Hóa dược & Vật liệu (Kỹ sư R&D, chuyên viên quy trình)	Quy trình tổng hợp tiền chất dược phẩm, hoạt chất stilbene, quinazoline	Giảm hơn 90% thời gian phản ứng, cắt giảm chi phí xúc tác/phối tử đắt tiền, loại bỏ hoàn toàn nguy cơ nhiễm bẩn phosphine và kim loại nặng trong sản phẩm.
Cơ quan quản lý & Hoạch định (Sở KH&CN TP.HCM, Bình Thuận)	Ứng dụng công nghệ chế biến sâu tài nguyên khoáng sản	Cơ sở khoa học vững chắc để phê duyệt, tài trợ và xây dựng các dự án chuyển giao công nghệ quy mô bán công nghiệp phục vụ phát triển kinh tế địa phương.

---

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Phát hiện quan trọng và đột phá nhất của nghiên cứu là gì?

Đó là việc chứng minh thành công xúc tác bentonite Bình Thuận biến tính ($Pd^{2+}$) và dung môi chất lỏng ion kết hợp vi sóng có thể thực hiện phản ứng Heck với độ chuyển hóa lên đến 99% chỉ trong 2,5 – 3 phút mà hoàn toàn không cần các phối tử phosphine đắt tiền, độc hại, đồng thời xúc tác có thể tái sử dụng bền bỉ đến 6 chu kỳ.

2. Phương pháp điều chế xúc tác bentonite-Pd²⁺ có gì đặc biệt?

Quy trình tận dụng triệt để cấu trúc lớp montmorillonite của bentonite Bình Thuận. Thông qua quá trình hoạt hóa acid HCl 10%, diện tích bề mặt riêng được mở rộng lên đến $275\text{ m}^2/\text{g}$, tạo điều kiện lý tưởng để trao đổi cation $Pd^{2+}$ phân tán đồng đều ($0,12 - 0,14\text{ mmol/g}$), ngăn chặn hiện tượng kết cụm kim loại và giúp xúc tác bền nhiệt, dễ thu hồi bằng phương pháp lọc thông thường.

3. Kết quả nghiên cứu có thể mở rộng (generalize) cho các phản ứng khác không?

Hoàn toàn có thể. Hệ xúc tác bentonite-$Pd^{2+}$ và hệ dung môi chất lỏng ion có tiềm năng ứng dụng rất lớn cho các phản ứng ghép đôi C-C và C-N quan trọng khác như phản ứng Suzuki-Miyaura, Sonogashira, Stille, cũng như các phản ứng tổng hợp đa thành phần (one-pot) trong hóa dược.

4. Hướng phát triển tiếp theo của nghiên cứu này là gì?

Các bước tiếp theo bao gồm: khảo sát hoạt hóa các dẫn xuất aryl chloride giá rẻ có hoạt tính thấp; tối ưu hóa quy trình vi sóng dòng chảy liên tục (continuous-flow microwave reactor); và nâng quy mô thử nghiệm lên mức pilot bán công nghiệp.

5. Ứng dụng thực tế nổi bật nhất của sản phẩm phản ứng là gì?

Sản phẩm chính của phản ứng là các dẫn xuất trans-stilbene – khung cấu trúc then chốt để tổng hợp hoạt chất chống ung thư, thuốc chống đột quỵ, chất chống oxy hóa tự nhiên (resveratrol), cũng như vật liệu quang điện tử và polymer phát quang.

---

Kết luận

Báo cáo nghiệm thu đề tài của TS. Phan Thanh Sơn Nam và các cộng sự tại Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM là một công trình khoa học xuất sắc, thể hiện bước tiên phong trong việc hiện thực hóa 12 nguyên tắc Hóa học Xanh tại Việt Nam. Việc khai thác thành công nguồn khoáng sét tự nhiên bentonite Bình Thuận biến tính làm xúc tác rắn dị thể có khả năng tái sử dụng cao, kết hợp cùng dung môi xanh chất lỏng ion và kỹ thuật gia nhiệt vi sóng siêu tốc, đã mang lại giải pháp công nghệ toàn diện: hiệu suất cao – thời gian ngắn – an toàn môi trường – chi phí thấp.

Đây là minh chứng tiêu biểu cho định hướng nghiên cứu ứng dụng gắn liền với tiềm năng tài nguyên đất nước, mở ra triển vọng to lớn cho ngành công nghiệp hóa dược và vật liệu tiên tiến tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC Phản ứng ghép đôi carbon-carbon (cross-coupling reactions) xây dựng bộ khung carbon phức tạp từ những phân tử đơn giản nhờ vào các xúc tác kim loại chuyển tiếp đã và đang thu hút sự quan tâm đặc biệt của cộng đồng các nhà khoa học trong những năm vừa qua [1]. Trong đó, các phản ứng ghép đôi carbon-carbon Heck giữa các dẫn xuất haloarene và các alkene đầu mạch chứa nhóm thế hút điện tử liên kết trực tiếp với liên kết đôi (hình 1.1) được xem là một trong những loại phản ứng quan trọng nhất, được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất dược phẩm, sản xuất các hoá chất cao cấp cũng như các vật liệu kỹ thuật có tính năng cao [2]. Ví dụ phản ứng ghép đôi Heck là một giai đoạn trong quá trình điều chế dược phẩm CP-724,714 (quinazoline) [3] - là dược phẩm có khả năng ngăn ngừa bệnh ung thư, hoặc trong quá trình điều chế dược phẩm BMS- 204352 - là dược phẩm có khả năng chống đột qụy [4].

Phản ứng ghép đôi Heck cũng là một hay nhiều giai đoạn trong quá trình điều chế một số dược phẩm khác có cấu trúc phức tạp dựa trên cơ sở các hoạt chất có nguồn gốc tự nhiên như rosavin và dẫn xuất [5], resveratrol và dẫn xuất [6]. Phản ứng ghép đôi Heck cũng là một hay nhiều giai đoạn trong quá trình tổng hợp một số loại thuỷ tinh hữu cơ hoặc polymer dẫn điện có tính năng đặc biệt [7]. Ngoài ra, rất nhiều quá trình điều chế những dược phẩm quan trọng khác cũng như những hợp chất trung gian có giá trị cần sử dụng đến phản ứng ghép đôi Heck [2]. X [Pd] + + + R R R R trans-isomer geminal-isomer cis-isomer Hình 1.

Phản ứng Heck giữa các dẫn xuất aryl halide và styrene Các xúc tác truyền thống sử dụng cho phản ứng ghép đôi Heck là các phức phosphine palladium đồng thể. Các xúc tác phức này có hoạt tính và độ chọn lọc cao [1]. Cơ chế phản ứng Heck tổng quát của trường hợp sử dụng xúc tác phức phosphine palladium đồng thể cũng đã được đề nghị (hình 1. Chu trình phản ứng Heck gồm có các giai đoạn tổng quát như sau: (i) cộng hợp oxy hóa (oxidative addition), (ii) cộng hợp kiểu syn (syn-addition), (iii) quay nội phân tử và tách loại kiểu syn (internal rotation and syn-elimination).

Sản phẩm chính của phản ứng Heck luôn luôn là đồng phân dạng trans- (hoặc dạng E-) bền, sản phẩm phụ của phản ứng có thể là đồng phân cis- hoặc đồng phân geminal-, tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể [8]. Tuy nhiên tương tự như các xúc tác đồng thể khác, các xúc tác phức phosphine palladium có nhược điểm là khó tách ra khỏi hỗn hợp sản phẩm, không có khả năng thu hồi và tái sử dụng. Vấn đề sản phẩm bị nhiễm vết kim loại nặng là một vấn đề quan trọng cần phải giải quyết triệt để của ngành 1 công nghiệp hóa dược. Ngoài ra, phosphine là loại hóa chất có độc tính cao và có chi phí cao, không thể thu hồi và tái sử dụng.

Cơ chế tổng quát của phản ứng Heck Trong nhiều trường hợp, chi phí dành cho phosphine và xử lý các vấn đề liên quan đến phosphine cao hơn chi phí dành cho palladium [8]. Để giải quyết vấn đề này trong bối cảnh hóa học xanh đang được quan tâm, với tiêu chí tìm ra những loại xúc tác xanh hơn và sạch hơn cho phản ứng ghép đôi Heck, nhiều loại xúc tác trên chất mang rắn đã và đang được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu. Xúc tác trên chất mang rắn có ưu điểm dễ tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng và có khả năng tái sử dụng, cũng như giải quyết được vấn đề sản phẩm phản ứng bị nhiễm vết kim loại nặng, đáp ứng được một tiêu chí của hóa học xanh. Hàng năm, hàng trăm bài báo về nhiều khía cạnh khác nhau của phản ứng ghép đôi Heck, đặc biệt là vấn đề liên quan đến xúc tác, đã được công bố trên các tạp chí chuyên ngành có uy tín.

Ở đây chỉ giới thiệu một số công trình tiêu biểu được công bố trong thời gian gần đây. Một trong những hướng nghiên cứu đang được quan tâm là cố định các phức palladium lên các chất mang silica làm xúc tác rắn cho phản ứng ghép đôi Heck. Nhóm tác giả Mingzhong Cai và cộng sự [9] đã nghiên cứu điều chế xúc tác rắn trên cơ sở phức poly(γ-mercaptopropylsiloxane palladium) từ γ-mercaptopropyltriethoxysilane, qua giai đoạn cố định lên silica MCM-41, sau đó là giai đoạn phản ứng với palladium chloride và khử bằng hydrazine hydrate. Xúc tác rắn điều chế được có hoạt tính và độ chọn lọc cao trong phản ứng ghép đôi Heck giữa các alkene liên hợp và aryl halide, và có khả năng thu hồi và tái sử dụng mà hoạt tính xúc tác giảm không đáng kể.

Nhóm tác giả Garima Singh và cộng sự [10] đã nghiên cứu điều chế phức palladium họ (P,P) hay (P,N), sau đó cố định lên silica gel làm xúc tác rắn cho phản ứng Heck giữa aryl bromide, aryl iodide và dẫn xuất với styrene, acrylic acid và dẫn xuất. Các phản ứng có độ chọn lọc cao, chỉ cho chủ yếu sản phẩm dạng trans-. Xúc tác rắn có thể tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng dễ dàng, 2 có thể thu hồi và tái sử dụng khoảng 15 lần mà hoạt tính xúc tác không giảm đáng kể. Tương tự như vậy, nhóm nghiên cứu của tác giả Özge Aksın và cộng sự [11] cũng đã điều chế xúc tác phức Pd-N-heterocyclic carbenes cố định trên chất mang silica gel và sử dụng cho phản ứng Heck giữa các dẫn xuất aryl halide và styrene.

Tuy nhiên nghiên cứu cho thấy xúc tác không bền trong quá trình phản ứng, mặc dù bản thân xúc tác bền với nhiệt độ. Cũng sử dụng các xúc tác phức cố định trên chất mang silica, một số công bố gần đây tập trung nghiên cứu sử dụng xúc tác silica dạng nano cho phản ứng Heck. Xúc tác dạng nano được quan tâm nhờ kết hợp được các ưu điểm của xúc tác đồng thể và các ưu điểm của xúc tác dị thể. Nhóm nghiên cứu của tác giả Vivek Polshettiwar và cộng sự [12] đã điều chế các xúc tác phức palladium trên cơ sở pyridine bằng cách sử dụng N,N- dimethyl-pyridin-4-yl-(3-triethoxysilyl-propyl)-ammonium iodide cố định trên silica dạng nano, sau đó xử lý với palladium acetate.

Xúc tác nano điều chế có hoạt tính cao trong phản ứng Heck giữa các dẫn xuất aryl halide với styrene hoặc ester acrylate. Xúc tác có khả năng tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng, thu hồi và tái sử dụng nhiều lần mà hoạt tính xúc tác không giảm đáng kể. Các tác giả Shikchya Tandukar và cộng sự [13] đã điều chế xúc tác phức N-heterocyclic carbene-palladium (NHC-Pd) cố định trên chất mang silica dạng nano, kích thước khoảng 10 nm và sử dụng cho phản ứng Heck. Do xúc tác có kích thước nano, sự tiếp xúc giữa tác chất và tâm hoạt động của xúc tác được cải thiện so với các xúc tác rắn thông thường.

Xúc tác trên chất mang nano silica có khả năng thu hồi và tái sử dụng nhiều lần. Một loại xúc tác palladium trên chất mang rắn cho phản ứng Heck đang được quan tâm là xúc tác bao gồm các hạt palladium dạng nano được cố định trên chất mang rắn. Nhóm nghiên cứu của các tác giả Nicoletta Panziera và cộng sự [14] đã điều chế xúc tác hạt nano palladium theo phương pháp hơi kim loại, cố định trên polydimethylphosphazene. Xúc tác điều chế được có hoạt tính cao trong phản ứng Heck giữa iodobenzene và các acrylate ester, và hoạt tính của xúc tác này cao hơn so với các xúc tác palladium thương mại khác dùng cho phản ứng Heck.

Xúc tác này tan được trong dung môi của phản ứng là 1-methyl-2-pyrrolidinone, sau phản ứng được thu hồi bằng phương pháp kết tủa bằng cách thêm một dung môi thứ hai. Các tác giả Avelino Corma [15] và cộng sự đã nghiên cứu điều chế xúc tác palladium cố định trên các ống carbon nano đơn vách, làm xúc tác cho phản ứng Heck giữa iodobenzene và styrene. Xúc tác nano này có hoạt tính cao hơn so với các xúc tác palladium thương mại khác như palladium mang trên than hoạt tính. Nhóm nghiên cứu của các tác giả Michael A.

Meier và cộng sự [16] cũng đã nghiên cứu cố định các hạt palladium nano lên chất mang copolymer của poly(ethylene oxide) và poly(e-caprolactone), sử dụng làm xúc tác cho phản ứng Heck giữa 4-bromoacetophenone và styrene. Xúc tác có hoạt tính cao, cho độ chuyển hóa trên 99% ở hàm lượng xúc tác 0.1%, có khả năng thu hồi và tái sử dụng. Các xúc tác phức palladium sử dụng cho phản ứng Heck còn có thể cố định lên các chất mang dạng polymer. Nhóm nghiên cứu của các tác giả Patrick G.

Steel và cộng sự [17] đã điều chế xúc tác phức N-heterocyclic carbene cố định trên chất mang rắn là polymer. Xúc tác được sử dụng cho phản ứng Heck giữa aryl halide và dẫn xuất, có hoạt 3 Một loại chất mang rắn được quan tâm sử dụng làm chất mang xúc tác là các loại khoáng sét tự nhiên. Các loại khoáng sét này được biến tính theo nhiều phương pháp khác nhau để làm chất mang xúc tác cho nhiều loại phản ứng khác nhau, trong đó có các phản ứng ghép đôi Heck. Nhóm nghiên cứu của các tác giả Macarena Poyatos và cộng sự [21] đã cố định một loạt các phức bis-carbene-pincer của palladium (II) trên một loại khoáng sét thương mại là montmorillonite K-10.

Xúc tác rắn được đánh giá hoạt tính trong phản ứng Heck giữa iodobenzene và dẫn xuất với styrene. Cấu trúc của xúc tác được xác định bằng các phương pháp phân tích hóa lý. Xúc tác có hoạt tính cao, có khả năng thu hồi và tái sử dụng 10 lần mà hoạt tính không giảm đáng kể. Nhóm nghiên cứu của các tác giả Zuhui Zhang và cộng sự [22] đã sử dụng khoáng sét diatomite làm chất mang cho xúc tác palladium dạng nano, sử dụng làm xúc tác cho phản ứng Heck giữa các dẫn xuất aryl halide với styrene và dẫn xuất.

Xúc tác có hoạt tính cao, có khả năng thu hồi và tái sử dụng nhiều lần mà hoạt tính không giảm đáng kể. Nhóm nghiên cứu của chủ nhiệm đề tài và cộng sự [23] cũng đã nghiên cứu điều chế phức palladium dạng salen, sau đó cố định lên chất mang là nhựa Merrifield trên cơ sở polystyrene với liên kết ngang là divinylbenzene 2%. Xúc tác phức palladium trên chất mang polymer này có hoạt tính cao trong phản ứng ghép đôi Heck giữa 4- bromoanisole và dẫn xuất với styrene trong dung môi dimethylformalmide. Xúc tác có khả năng thu hồi và tái sử dụng 5 lần mà hoạt tính xúc tác không giảm đáng kể.