新型离子液体的制备及在合成环状碳酸酯中的应用

发布时间：2018-04-15 09:06

  本文选题：离子液体 + 催化剂　； 参考：《辽宁大学》2016年硕士论文

【摘要】：CO2是导致地球温室效应的主要原因,但CO2又是一种重要的化工资源,它具有分布广泛、可循环利用、低廉、安全无毒等优势。将CO2经过一系列反应生成环状碳酸酯是一种高效应用CO2的重要途径。离子液体具有可设计性强、操作简单、产率高、性能独特、环境友好和应用领域广泛等特点,因此其被广泛应用于催化CO2合成环状碳酸酯的研究。在CO2与环氧烷烃经过催化剂催化生成环状碳酸酯的反应中,许多催化体系存在产率低、反应条件苛刻等缺点。因此,需要对此类反应进行进一步研究。本文是选用带氨基的离子液体来催化CO2与环氧烷烃合成环状碳酸酯,论文的主要研究内容如下：本文合成了咪唑环侧链带一个氨基的离子液体催化剂：1-氨丙基-3-丁基咪唑溴盐([NH2pbim]Br)、1-氨丙基-3-丁基咪唑高铼酸盐([NH2pbim][ReO4])、1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐([NH2pmim]Br)、1-氨丙基-3-甲基咪唑高铼酸盐([NH2pmim][ReO4])、1-氨丙基-3-乙烯基咪唑溴盐([NH2pvim]Br)、1-氨丙基-3-乙烯基咪唑高铼酸盐([NH2pvim][ReO4])、1-氨基乙基-3-乙烯基咪唑溴盐([NH2evim]Br)、1-氨基乙基-3-乙烯基咪唑高铼酸盐([NH2evim][ReO4])。之后对催化剂的结构进行了表征,以红外(IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、质谱(MS)验证其结构。将得到的催化剂用于催化环氧氯丙烷和二氧化碳合成氯代碳酸酯反应,在反应温度为140℃、CO2初始压力为1 Mpa的反应条件下反应2 h,酯产率为99.1%,其选择性也高于99%。并将其在相同条件下进行循环实验,重复使用5次环状碳酸酯的产率没有明显下降。本文接着合成了双氨基咪畔类离子液体催化剂：1,3-二-氨乙基咪唑溴盐([2NH2eim]Br)、1,3-二-氨乙基咪唑高铼酸盐([2NH2eim]ReO4)、1,3-二-氨丙基咪唑溴盐([2NH2pim]Br)、1,3-二-氨丙基咪唑高铼酸盐([2NH2pim]ReO4)。之后对催化剂的结构进行了表征,以红外(IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、质谱(MS)验证其结构。将制备得到的催化剂用于催化环氧氯丙烷和二氧化碳合成氯代碳酸反应,在反应温度为100℃、CO2初始压力为1 Mpa的反应条件下反应2 h氯代碳酸丙烯酯的产率最高达99.5%,其选择性也高于99%。并将其在相同条件下进行循环实验,重复使用5次发现环状碳酸酯的产率没有明显下降。本文合成的一系列催化剂具有稳定性好,活性强,应用于二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯反应时无需助催化剂和其他溶剂,反应条件温和、便于循环利用等各种优点,适用于工业大规模生产。
[Abstract]:CO2 is the main cause of Greenhouse Effect, but CO2 is an important chemical resource. It has the advantages of wide distribution, recycling, low cost, safety and non-toxicity.The formation of cyclic carbonate from CO2 through a series of reactions is an important approach for the efficient application of CO2.Ionic liquids are widely used in the synthesis of cyclic carbonates by catalytic CO2 because of their good designability, simple operation, high yield, unique performance, environmental friendliness and wide application fields.In the reaction of CO2 with epoxy-alkane to produce cyclic carbonate by catalyst, many catalytic systems have some disadvantages such as low yield and harsh reaction conditions.Therefore, such reactions need to be further studied.In this paper, the synthesis of cyclic carbonate from CO2 and epoxy alkanes was studied by using ionic liquids with amino groups.The main contents of this thesis are as follows: in this paper, the ionic liquid catalyst with one amino group in the side chain of imidazole has been synthesized. The imidazolium bromide salt ([NH2pbim] Br-1-aminopropyl-3- imidazolium perthenate [NH2pbim] [ReO4] 1-aminopropyl-3-methyl imidazolium bromide salt) has been synthesized.[NH2pmim] 1-aminopropyl-3-methylimidazolium perrhenate ([NH2pmim] [ReO4] 1-aminopropyl-3-vinylimidazolium bromide ([NH2pvim] NH2pvim] 1-aminopropyl-3-vinylimidazolium perrhenate [NH2pvim] [ReO4] 1-aminoethyl-3-vinylimidazolium bromide ([NH2evim] 1-aminoethyl-3-vinyl-imidazolium hyperrhenium ([NH2evim] [ReO4]]).The structure of the catalyst was characterized by IR IR 1H NMR MS.The catalyst was used to catalyze the synthesis of chlorocarbonate from epichlorohydrin and carbon dioxide. Under the initial pressure of 1 Mpa at 140 鈩，

本文编号：1753435