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离子液体/有机两相中铑—膦络合物催化长链烯烃氢甲酰化和水/有机两相中钌-膦络合物催化肉桂醛选择加氢反应研究

2020-11-22阅读(748)

离子液体/有机两相中铑—膦络合物催化长链烯烃氢甲酰化和水/有机两相中钌-膦络合物催化肉桂醛选择加氢反应研究

论文摘要

合成了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[bmim]BF4）及1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[bmim]PF6）,并以它们作为溶剂以Rh/TPPTS（三（间磺酸钠苯基）膦）为催化剂催化了长链烯烃的氢甲酰化反应。结果表明催化剂在[bmim]BF4中的活性远高于在[bmim]PF6中的活性,其主要原因是TPPTS 膦配体和Rh-TPPTS 络合物在[bmim]PF6 中的溶解性很差所造成的。合成气、反应底物及TPPTS 络合物在离子液体[bmim]BF4有较高的溶解性,因而表现出很高的反应活性,也有较好的生成醛的选择性。带有强极性基团的膦配体TPPTS 和离子液体之间有很强的作用力,可将Rh/TPPTS 络合物“固定”在离子液体中,有效防止了催化剂的流失。反应完成后,由于离子液体和产物互不相溶,只需通过简单的两相分离操作即可实现催化剂和产物的分离,克服了均相催化体系中通过蒸馏方法分离产物和催化剂易造成催化剂失活的缺点,也减少了能耗。循环实验中证明该催化体系有较好的稳定性,其催化活性和选择性基本没有变化。保持一定比例的膦/铑比对获得较高比例的醛有十分重要的作用,在催化循环反应前期反应活性和选择性都较好,后期补加膦配体后可使活性和选择性恢复到接近反应前期的水平。考察了不同催化剂前体在反应中的催化性能,发现含氯催化剂RhCl（CO）（TPPTS）2、[Rh（COD）Cl]2反应活性很低,而不含氯的催化剂HRh（CO）（TPPTS）3、Rh（CO）2（acac）具有很好的催化活性,说明氯离子在该反应体系中对反应有重要的影响。进一步的研究表明在使用有良好反应活性的两种催化剂HRh（CO）（TPPTS）3 、Rh（CO）2（acac）进行催化反应时,向体系中加入含有卤离子的化合物时将使反应活性大大降低,而且随着卤化物加入量的增加,催化剂的活性迅速下降,这是卤离子可能和金属铑作用使它难于生成催化活性物种,进一步证明卤素离子是引起催化剂活性下降的极其重要的因素。研究了以RuCl3·x H2O 为催化剂、TPPTS 为膦配体组成的络合和物催化剂体系催化肉桂醛的选择性加氢反应,对比了双长链表面活性剂DCMAB（dicetyl dimethylammonium bromide）和单长链表面活性剂CTAB（cetyl trimetylammonium bromide）的助催化作用,结果表明双长链表面活性剂有更好的助催化作用。双长链表面活性剂具有更低的临界胶束浓度（CMC）,能将表面张力降低至很低的程度,有助于两相间反应物分子的传质,也对肉桂醛有更高的增溶作用,所以对反应有更好的促进作用。

论文目录

  • 中英文摘要
  • 第一章 离子液体/有机两相中长链烯烃氢甲酰和水/有机两相中肉桂醛选择性加氢反应研究进展
  • 1.1 引言
  • 1.2 离子液体的结构和合成
  • 1.2.1 离子液体的结构
  • 1.2.2 离子液体的合成
  • 1.3 烯烃氢甲酰化反应及应用
  • 1.4 烯烃氢甲酰化反应的发展
  • 1.4.1 均相催化体系
  • 1.4.1.1 羰基钴催化剂
  • 1.4.1.2 油溶性铑-膦络合物催化剂
  • 1.4.2 水/有机两相催化体系
  • 1.4.2.1 添加剂对催化活性的促进作用
  • 1.4.2.2 表面活性膦配体
  • 1.4.3 温控相转移催化
  • 1.4.4 离子液体/有机两相催化
  • 1.4.4.1 膦配体的研究
  • 1.4.4.1.1 带有磺酸基的膦配体
  • 1.4.4.1.2 其它膦配体的研究
  • 1.4.4.2 离子液体的研究
  • 1.4.4.3 固定化离子液体催化
  • 1.4.4.4 离子液体/超临界 C02 催化
  • 1.4.4.5 不同金属在离子液体氢甲酰化反应的研究
  • 1.5 肉桂醛加氢反应研究
  • 1.6 研究构想
  • 参考文献
  • 第二章 离子液体/有机两相体系中铑-膦络合物催化长链烯烃的氢甲酰化反应研究
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 试剂
  • 2.2.2 仪器
  • 2.2.3 配体及催化剂的合成
  • 2.2.3.1 TPPTS 的合成
  • 2 的合成'>2.2.3.2 RhCl（CO）（TPPTS）2的合成
  • 3 的合成'>2.2.3.3 HRh（CO）（TPPTS）3的合成
  • 2（acac）的合成'>2.2.3.4 Rh（CO）2（acac）的合成
  • 2 的合成'>2.2.3.5 [Rh（COD）Cl]2的合成
  • 2.2.4 离子液体的合成
  • 2.2.4.1 溴化1-甲基-4-丁基咪唑盐[bmim]Br 的合成
  • 4 的合成'>2.2.4.2 1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐[bmim] BF4的合成
  • 4及1-甲基-3-十二烷基咪唑四氟硼酸盐的合成[C12mim]BF4'>2.2.4.3 1-甲基-3-辛基咪唑四氟硼酸盐[omim]BF4及1-甲基-3-十二烷基咪唑四氟硼酸盐的合成[C12mim]BF4
  • 6 的合成'>2.2.4.4 1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐——[bmim] PF6的合成
  • 2.2.4.5 离子液体的再生
  • 2.2.5 催化反应
  • 2.2.6 产物分析
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 催化前体对反应的影响
  • 2.3.2 卤素离子对反应活性的影响
  • 2.3.3 温度对反应的影响
  • 2.3.4 压力对反应的影响
  • 2.3.5 催化剂浓度对反应的影响
  • 2.3.6 底物浓度对反应的影响
  • 2.3.7 膦/铑比对反应的影响
  • 2.3.8 反应时间的影响
  • 2.3.9 不同烯烃的反应活性
  • 2.3.10 不同离子液体中的反应研究
  • 2.3.11 催化剂循环实验
  • 2.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 水/有机两相中钌-膦络合物催化肉桂醛选择性加氢反应研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部份
  • 3.2.1 试剂
  • 3.2.2 催化反应
  • 3.3 反应结果和讨论
  • 3.3.1 温度对催化活性的影响
  • 3.3.2 TPPTS 浓度对催化活性的影响
  • 3.3.3 搅伴速度的影响
  • 3.3.4 表面活性剂对反应的影响
  • 3.3.5 反应时间的影响
  • 3.3.6 底物和催化剂之比的影响
  • 3.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 全文总结
  • 文章发表情况
  • 致谢
  • 声明

    • 相关论文文献

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