刘铨瑶:双功能有机催化剂的合成及在CO2环加成反应中的应用论文

刘铨瑶:双功能有机催化剂的合成及在CO2环加成反应中的应用论文

本文主要研究内容

作者刘铨瑶(2019)在《双功能有机催化剂的合成及在CO2环加成反应中的应用》一文中研究指出:CO2是造成全球变暖的温室气体之一。因此,CO2的固定与转化已成为化学领域的研究热点。在众多CO2的化学转化途径中,CO2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的途径,因其环境友好、高原子经济性、应用广泛等优点,成为目前研究最广泛的一类化学反应。然而CO2具有非常高的热力学稳定性,其中环氧化物的开环步骤是CO2环加成反应的速率控制步骤。环状碳酸酯在工业上的应用十分广泛,但目前工业化生产制备环状碳酸酯依然以高毒的光气为原料。为了开发一种高效的CO2环加成反应的催化剂,我们设计了一系列双功能吡啶桥连咪唑盐催化剂,并将其应用到CO2环加成反应制备环状碳酸酯的反应中。通过双官能团协同催化的作用,能够实现温和条件下CO2与环氧化物的环加成反应。在本课题组发展的非对称吡啶桥连Pincer型配体合成方法的基础下,通过依次往2,6-二溴吡啶上引入两个不同的官能团,合成了14个羧基或羟基功能化的咪唑盐或苯并咪唑盐化合物,作为CO2转化的催化剂。通过改变卤离子类型、羟基在苯环上的位置等方式,探究催化剂的催化机理以及催化性能。首先,将合成的催化剂用于催化CO2与环氧化物的环加成反应,根据实验结果得出了以下结论:(1)苯并咪唑取代的催化剂与咪唑取代的催化剂相比具有更高的催化活性;(2)羟基官能团化的催化剂与羧基官能团化的催化剂相比具有更高的催化活性,这是由于羧基催化剂在反应体系中的溶解性较差;(3)离去能力更强的碘离子化催化剂比离去能力较弱的带氯离子和溴离子的催化剂具有更高的催化活性;(4)羟基在苯环上的位置对反应体系影响也较大,对位羟基催化剂比间位和邻位羟基的催化剂的催化活性高;(5)催化剂上的羟基是催化剂活性高的关键,将羟基酯化后,其催化活性急剧降低。恶唑烷酮是化工制药重要的前体或原料,CO2、环氧化物与芳胺类化合物一锅法合成恶唑烷酮是合成恶唑烷酮高效绿色的方法之一,已报道的合成法通常需要高温高压的条件才能够反应。我们将吡啶桥连双功能咪唑盐催化剂也应用于CO2、环氧化物与芳胺类化合物一锅法合成恶唑烷酮的反应中,在相对温和的条件下(90℃,0.3 MPa CO2)即可实现恶唑烷酮的高效制备,并且底物普适性较好。其中羧基官能团化的催化剂显示出最高的催化效率。

Abstract

CO2shi zao cheng quan qiu bian nuan de wen shi qi ti zhi yi 。yin ci ,CO2de gu ding yu zhuai hua yi cheng wei hua xue ling yu de yan jiu re dian 。zai zhong duo CO2de hua xue zhuai hua tu jing zhong ,CO2yu huan yang hua wu de huan jia cheng fan ying zhi bei huan zhuang tan suan zhi de tu jing ,yin ji huan jing you hao 、gao yuan zi jing ji xing 、ying yong an fan deng you dian ,cheng wei mu qian yan jiu zui an fan de yi lei hua xue fan ying 。ran er CO2ju you fei chang gao de re li xue wen ding xing ,ji zhong huan yang hua wu de kai huan bu zhou shi CO2huan jia cheng fan ying de su lv kong zhi bu zhou 。huan zhuang tan suan zhi zai gong ye shang de ying yong shi fen an fan ,dan mu qian gong ye hua sheng chan zhi bei huan zhuang tan suan zhi yi ran yi gao du de guang qi wei yuan liao 。wei le kai fa yi chong gao xiao de CO2huan jia cheng fan ying de cui hua ji ,wo men she ji le yi ji lie shuang gong neng bi ding qiao lian mi zuo yan cui hua ji ,bing jiang ji ying yong dao CO2huan jia cheng fan ying zhi bei huan zhuang tan suan zhi de fan ying zhong 。tong guo shuang guan neng tuan xie tong cui hua de zuo yong ,neng gou shi xian wen he tiao jian xia CO2yu huan yang hua wu de huan jia cheng fan ying 。zai ben ke ti zu fa zhan de fei dui chen bi ding qiao lian Pincerxing pei ti ge cheng fang fa de ji chu xia ,tong guo yi ci wang 2,6-er xiu bi ding shang yin ru liang ge bu tong de guan neng tuan ,ge cheng le 14ge suo ji huo qiang ji gong neng hua de mi zuo yan huo ben bing mi zuo yan hua ge wu ,zuo wei CO2zhuai hua de cui hua ji 。tong guo gai bian lu li zi lei xing 、qiang ji zai ben huan shang de wei zhi deng fang shi ,tan jiu cui hua ji de cui hua ji li yi ji cui hua xing neng 。shou xian ,jiang ge cheng de cui hua ji yong yu cui hua CO2yu huan yang hua wu de huan jia cheng fan ying ,gen ju shi yan jie guo de chu le yi xia jie lun :(1)ben bing mi zuo qu dai de cui hua ji yu mi zuo qu dai de cui hua ji xiang bi ju you geng gao de cui hua huo xing ;(2)qiang ji guan neng tuan hua de cui hua ji yu suo ji guan neng tuan hua de cui hua ji xiang bi ju you geng gao de cui hua huo xing ,zhe shi you yu suo ji cui hua ji zai fan ying ti ji zhong de rong jie xing jiao cha ;(3)li qu neng li geng jiang de dian li zi hua cui hua ji bi li qu neng li jiao ruo de dai lv li zi he xiu li zi de cui hua ji ju you geng gao de cui hua huo xing ;(4)qiang ji zai ben huan shang de wei zhi dui fan ying ti ji ying xiang ye jiao da ,dui wei qiang ji cui hua ji bi jian wei he lin wei qiang ji de cui hua ji de cui hua huo xing gao ;(5)cui hua ji shang de qiang ji shi cui hua ji huo xing gao de guan jian ,jiang qiang ji zhi hua hou ,ji cui hua huo xing ji ju jiang di 。e zuo wan tong shi hua gong zhi yao chong yao de qian ti huo yuan liao ,CO2、huan yang hua wu yu fang an lei hua ge wu yi guo fa ge cheng e zuo wan tong shi ge cheng e zuo wan tong gao xiao lu se de fang fa zhi yi ,yi bao dao de ge cheng fa tong chang xu yao gao wen gao ya de tiao jian cai neng gou fan ying 。wo men jiang bi ding qiao lian shuang gong neng mi zuo yan cui hua ji ye ying yong yu CO2、huan yang hua wu yu fang an lei hua ge wu yi guo fa ge cheng e zuo wan tong de fan ying zhong ,zai xiang dui wen he de tiao jian xia (90℃,0.3 MPa CO2)ji ke shi xian e zuo wan tong de gao xiao zhi bei ,bing ju de wu pu kuo xing jiao hao 。ji zhong suo ji guan neng tuan hua de cui hua ji xian shi chu zui gao de cui hua xiao lv 。

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    论文作者分别是来自石河子大学的刘铨瑶,发表于刊物石河子大学2019-09-26论文,是一篇关于咪唑盐论文,双功能有机催化剂论文,环氧化物论文,石河子大学2019-09-26论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自石河子大学2019-09-26论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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