温控离子液体两相中烯烃的氢甲酰化和环丙烷化

温控离子液体两相中烯烃的氢甲酰化和环丙烷化

论文摘要

在本课题组提出的温控离子液体液/液两相催化基础上,深入研究了离子液体IL350,IL550和IL750与甲苯-正庚烷组成的三组分体系的相图,并从中筛选出两相区宽、温控功能明显的IL750-甲苯-正庚烷温控离子液体两相体系。考察在该体系中以TPPTS为配体的Rh/P催化剂对1-十二烯氢甲酰化反应的催化性能及分离回收效果。结果表明,在组成为IL750:甲苯:正庚烷:1-十二烯=0.5:4.23:0.5:1.0,混溶温度为108℃的温控两相体系中,在优化反应条件(S/Rh=1500(molar ratio),TPPTS/Rh=8(molar ratio),P=5.0MPa(H2/CO=1:1),T=110℃,t=5h)下,1-十二烯的转化率和醛收率分别达到98%和96%,催化剂可以循环使用8次而催化活性无明显的降低,铑在有机相中的平均流失率为0.64%(wt)。成功地将IL750-甲苯-正庚烷温控体系应用于烯烃的环丙烷化反应。通过在离子液体IL750均相体系中烯烃环丙烷化的模型反应——苯乙烯与重氮乙酸乙酯的环丙烷化,筛选出环丙烷化的合适催化剂Pd/TPPTS。进而研究在温控离子液体两相体系中Pd/TPPTS在1-辛烯环丙烷化反应中的催化活性和循环使用效果。结果表明,在优化条件(1-辛烯:重氮乙酸乙酯=5:1,TPPTS/Na2PdCl4·3H2O=1(molar ratio),重氮乙酸乙酯:Na2PdCl4·3H2O=100,温度50℃,反应时间=7h)下,产率可达65%,催化剂经循环使用5次活性未见降低。基于含PEG链的离子液体IL750既能溶于PEG又能溶解TPPTS的特性,构想通过IL750为媒介,实现Rh/TPPTS催化剂在温控PEG两相氢甲酰化反应中的首次应用。结果表明,在具有“高温混溶,低温分相”特性的PEG200-甲苯温控体系中,在优化反应条件下,1-十二烯的转化率和醛收率分别达到96%和94%,催化剂可以循环使用8次而催化活性无明显的降低,铑的平均流失率为0.63%(wt)。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 引言
  • 1.2 温控非水液/液两相催化体系
  • 1.2.1 氟两相催化体系
  • 1.2.2 有机液/液两相催化体系
  • 1.2.3 温控相分离催化体系
  • 1.3 离子液体催化体系
  • 1.3.1 离子液体与有机溶剂的溶解性
  • 1.3.2 离子液体介质中的过渡金属催化反应
  • 2组合体系'>1.3.3 离子液体与超临界CO2组合体系
  • 1.4 选题背景及研究内容
  • 第二章 温控离子液体两相的相图以及体系的筛选
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 离子液体的合成
  • 2.2.2 温控离子液体-甲苯-正庚烷三元体系的相图
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 温控离子液体-甲苯-正庚烷三元体系相图的绘制
  • 2.3.2 IL350-甲苯—正庚烷三元体系相图
  • 2.3.3 IL550-甲苯—正庚烷三元体系相图
  • 2.3.4 IL750-甲苯—正庚烷三元体系相图
  • 2.4 小结
  • 第三章 IL750-甲苯-正庚烷温控离子液体两相体系中1-十二烯的氢甲酰化研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 试剂及预处理
  • 3.2.2 温控离子液体两相中1-十二烯的氢甲酰化反应
  • 3.2.3 铑流失的测定
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 IL750-甲苯-正庚烷温控离子液体两相体系中1-十二烯氢甲酰化反应条件的优化
  • 3.3.2 温控体系下1-十二烯氢甲酰化反应的催化剂循环使用效果
  • 3.4 小结
  • 第四章 IL750-甲苯-正庚烷温控离子液体两相体系中烯烃环丙烷化反应研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 IL750中苯乙烯的环丙烷化反应
  • 4.2.2 IL750中1-辛烯、1-十二烯、环已烯的环丙烷化反应
  • 4.2.3 温控离子液体体系中1-辛烯环丙烷化反应
  • 4.2.4 钯流失的测定
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 温控离子液体IL750中苯乙烯的环丙烷化反应
  • 4.3.2 IL750-甲苯-正庚烷温控离子液体两相中1-辛烯的环丙烷化反应
  • 4.4 小结
  • 第五章 温控离子液体IL750担载的Rh/TPPTS催化的在温控PEG两相体系1—十二烯氢甲酰化反应研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验部分
  • 5.2.1 PEG—甲苯混溶温度的测定
  • 5.2.2 PEG—甲苯两相中的氢甲酰化反应
  • 5.2.3 铑流失的测定
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.3.1 PEG200—甲苯及三甘醇-甲苯的双组分体系相图
  • 5.3.2 IL750加入量对于PEG200-甲苯混溶温度的影响
  • 5.3.3 温控离子液体IL750担载的Rh/TPPTS在PEG200—甲苯温控两相体系中催化的1-十二烯的氢甲酰化反应
  • 5.3.4 PEG800—甲苯—正庚烷三组分体系中1-十二烯氢甲酰化反应研究
  • 5.4 小结
  • 结论
  • 创新点摘要
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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