酸性调控的半三明治型铱络合物催化5-羟甲基糠醛的水相氢化反应

发布时间：2020-11-04 02:20

　　 近年来,随着化石资源的枯竭,生物质化学作为绿色可持续化学的重要方向,被推到了越来越重要的地位。而探索新的生物质反应、开发高效的催化体系,是生物质化学研究的重要课题。本论文使用半三明治型铱络合物(Cp*Ir)作为催化剂,将其应用于5-羟甲基糠醛(5-HMF)的氢化反应研究。第一章,主要介绍了生物质及其资源化利用的部分研究进展。阐明了由化石资源的不可持续性和高污染性,带来的生物质及其平台分子转化反应的重要意义。在介绍生物质化学相关平台分子的基础上,重点综述了 5-羟甲基糠醛(5-HMF)的制备和氢化反应进展。第二章,主要介绍了本文使用的催化剂半三明治型铱络合物(Cp*Ir)的研究背景和氢化反应机理。Cp*Ir对二氧化碳、醇类、酮类、醛和醚的加氢或脱氢表现出优异的催化剂活性,同时有比较好的酸性适应性。Cp*Ir和酸性助催化剂体系在呋喃衍生物的加氢反应中表现出很大的发展潜力。第三章,基于前两部分的阐述,我们提出了 Cp*Ir和酸的共催化体系,并用于氢化5-HMF的反应研究。通过使用Cp*Ir和γ-Al2O3(Lewis酸),5-HMF可以有效地转化成3-羟甲基环戊酮(HCPN)。而Cp*Ir和Br(?)nsted酸可以促进5-HMF向1-羟基-2,5-己二酮(HHD)的转化。同时,通过对反应机理的深入探究,我们对前人提出的机理进行了修改和补充。与前人报道的不同,在我们的催化体系下,HHD通过醛醇缩合反应生成3-甲基环戊酮烯-2-醇-1-酮(MCP),而不是HCPN。我们认为,HHD不是形成HCPN的中间体,而是另一种反应途径的产物。我们进一步研究了 Lewis酸和Br(?)nsted酸对糠醛化合物氢化反应的影响。通过一系列酸性表征和其他相关实验。我们发现Br(?)nsted酸可促进糠醛化合物转化为直链酮化合物,而Lewis酸可促进糠醛化合物氢化重排生成环戊酮类化合物。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O626.11
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 化学工业发展与生物质平台化合物
    1.3 5-羟甲基糠醛（5-HMF）的性能与制备
        1.3.1 5-羟甲基糠醛（5-HMF）的性能
        1.3.2 5-羟甲基糠醛（ 5-HMF）的制备
    1.4 5-羟甲基糠醛（5-HMF）的氢化反应
        1.4.1 制备乙酰丙酸（LA）
        1.4.2 制备2,5-二甲基呋喃（DMF）
        1.4.3 制备2,5-二羟甲基呋喃（DHMF）
        1.4.4 制备1-羟基-2,5-己二酮（HHD）
        1.4.5 制备3-羟甲基环戊酮（HCPN）
    参考文献
第2章 半三明治型络合物催化剂
    2.1 引言
    2.2 催化剂的制备
    2.3 催化剂的结构与催化机理
    参考文献
*Ir催化5-羟甲基糠醛的水相氢化反应'>第3章 酸性调控的Cp^*Ir催化5-羟甲基糠醛的水相氢化反应
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及器材
        3.2.2 金属氧化物的表征
        3.2.3 实验过程与方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 酸性对5-HMF转化生成HCPN和HHD的调控作用
        3.3.2 半三明治络合物对5-HMF转化生成HCPN的调节作用
        3.3.3 5-HMF转化生成HCPN的反应机理研究
        3.3.4 反应条件的影响探究
        3.3.5 底物拓展实验
    3.4 总结与展望
        3.4.1 本文的主要结论
        3.4.2 工作展望
    参考文献
附录
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

【参考文献】

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本文编号：2869462