多位点离子液体催化合成环状碳酸酯的研究
发布时间：2022-02-08 12:07
作为温室气体的主要成分,CO2资源化利用成为了全球重要议题。环状碳酸酯的合成是固定转化CO2的原子经济性反应,产品环状碳酸酯应用广泛,需求量巨大。针对目前环加成反应中存在的均相催化剂难分离、非均相催化剂催化效率低于体相等问题,本文通过多活性位点离子液体设计以提高活性组分活性,继而分别通过负载与限域的方式分散活性位点以维持本征活性组分的活性,从而获得高催化活性的非均相催化剂。这为离子液体非均相化催化环加成反应提供了新的研究思路。主要工作及创新成果如下:1.从活性组分高活性与高利用率的角度出发,设计合成具有不同结构的多活性位点的双中心离子液体。结合分析表征与活性评价,筛选出最优双中心离子液体[IMCA]2Br2,在130℃,2.5 MPa下,碳酸丙烯酯的收率和选择性分别为97%和99%,催化活性优于单离子液体（[IMCA]Br）,且达到相同催化活性所需的用量仅为单离子液体的一半。2.为实现活性位点的有效分散并保持本征催化活性,通过化学接枝的方式将筛选出的离子液体负载于SBA-15上。通过红外、热重、电镜等多种表征手段证明了离子液体的成功负载。实验结果表明,负载后的非均相催化剂[IMCA]2...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１大气中ｃｏ２浓度⑷??
?多位点离子液体催化合成环状碳酸酯的研宄???也具有极其重要的经济意义［７－１３］。??Ｘ?Ｒ??〇?ＮＨ２＾＇ＮＨ２?ｈ??Ｒ０八ＯＲ?Ｙ??＼〇ｈＮＨ５?４／??ＣＨ２＝ＣＨ、｜?ｃｏ２?＞?＾〇Ｙ＼??ｆｘ?、??［ｐ＾ｉ?ｃｈ：１〇ｈ／ｈｃ〇〇ｈ??ｃｏ＋ｈ２??图１．２?Ｃ０２主要化学转化途径??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｍａｉｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｏｆ?Ｃ〇２??Ｃ〇２是碳氧双键构成的直线型分子，碳原子处于最高价态，具有热力学和动??力学稳定性。本章节主要讨论Ｃ〇２转化合成环状碳酸酯的环加成反应［〗４－叫，这是??一个原子利用率高的绿色化学反应，产物环状碳酸酯具备高附加值，是目前ｃｏ２??资源化利用最有前景的途径之一。??１．１．２环状碳酸酯的合成工艺??环状碳酸酯是非常重要的化工产品，其优异的理化性质如高沸点、高极性及??良好的生物降解性和溶解性，使得其广泛的应用于印染、纺织和电化学方面。此??夕卜，环状碳酸酯还可用于药物合成及生产精细化工中间体等方面。??现阶段己报道或己经应用的环状碳酸酯合成路线（图１．３），主要包括传统??的光气法，酯交换法及Ｃ０２转化合成法［１５＾］。??２??
?第１章引言???Ｒ？?Ｒ＇??ａ：?Ｒ＇＝ＣＩ?Ｒ３＞Ｈ?１?Ｒ，＝ＣＩ?Ｒ２＝Ｈ?Ｒ２＇＇＾＼＼?１?ｒ２＝Ｈ??ｂ?Ｒｉ＝ｆ?Ｒｉ＝ｎ?＇ｚ１?ＩＩ?Ｒ＇＝Ｆ?Ｒ＾Ｈ?２?Ｒ１＝Ｆ?Ｒ２＝Ｈ??Ｃ．?Ｒ＇＾Ｂｒ?Ｒ＾Ｈ?ｒ＇?ＩＩＩ?Ｒ＇＝８ｒ?Ｒ＾Ｈ?ｒｉ?３?Ｒ＊＝Ｂｒ?Ｒ＾Ｈ??ｄ?Ｒ，＝ＣＩ?Ｒ２＝ＣＩ?ＩＶ?Ｒ，＝ＣＩ?Ｒ＾ＣＩ?４?Ｒ，＝ＣＩ?Ｒ２＝〇??ｇ．?Ｒ２＿ｈ?ｖ?Ｒ＇＝Ｈ?Ｒ＾Ｈ?５?Ｒ＾Ｈ?Ｒ＾Ｈ??Ｃｌ?Ｃｌ??ｔ?９－ｃ，??Ｃｌ?Ｃｌ??４?６?ＸＯＴｓ??７?Ｘ－ＯＴｆ??图１．４卟啉铝配合物的合成—??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ?ｃｏｍｐｌｅｘ＊２１１??２０１９年，Ｍｉｌａｎｉ等人合成了一类新型的卟啉镁配合物（图１．５），其在具有??不同轴向配体的内消旋位置上含有氯化芳基取代基［２２］。该类催化剂在催化Ｃ〇２??与环氧丙烷（Ｐ０）反应时，获得了最高为５０００００的转化数（ＴＯＮ）值，且Ｐ０??的转化率接近１００％，催化剂在循环使用８次后仍能保持良好的活性。??＼ｊＸ＃＇??图１．５?＼１ｎＰ５的分子结构ｌｎｌ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｌＶｌｎＰｓ１２２１??除了主族金属外，过渡金属如ＣｒｌＭ、ＺｎＭ、Ｃ〇ｌＭ等的卟啉配合物也被用于??催化环加成反应。Ｊｉｎｇ课题组合成了?Ｃｏ卟啉配合物用作环加成反应催化剂１２５？，??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ionic Liquids in Energy and Environment[J]. Toshiyuki Itoh,Masayoshi Watanabe,Liangnian He. Green Energy & Environment. 2019(02)
[2]不同溶剂萃取回收SBA-15中有机模板剂的研究[J]. 胡凯,苏广训,曹立,刘洪涛,金君素,张泽廷. 北京化工大学学报(自然科学版). 2013(02)
本文编号：3615039
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１大气中ｃｏ２浓度⑷??
?多位点离子液体催化合成环状碳酸酯的研宄???也具有极其重要的经济意义［７－１３］。??Ｘ?Ｒ??〇?ＮＨ２＾＇ＮＨ２?ｈ??Ｒ０八ＯＲ?Ｙ??＼〇ｈＮＨ５?４／??ＣＨ２＝ＣＨ、｜?ｃｏ２?＞?＾〇Ｙ＼??ｆｘ?、??［ｐ＾ｉ?ｃｈ：１〇ｈ／ｈｃ〇〇ｈ??ｃｏ＋ｈ２??图１．２?Ｃ０２主要化学转化途径??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｍａｉｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｏｆ?Ｃ〇２??Ｃ〇２是碳氧双键构成的直线型分子，碳原子处于最高价态，具有热力学和动??力学稳定性。本章节主要讨论Ｃ〇２转化合成环状碳酸酯的环加成反应［〗４－叫，这是??一个原子利用率高的绿色化学反应，产物环状碳酸酯具备高附加值，是目前ｃｏ２??资源化利用最有前景的途径之一。??１．１．２环状碳酸酯的合成工艺??环状碳酸酯是非常重要的化工产品，其优异的理化性质如高沸点、高极性及??良好的生物降解性和溶解性，使得其广泛的应用于印染、纺织和电化学方面。此??夕卜，环状碳酸酯还可用于药物合成及生产精细化工中间体等方面。??现阶段己报道或己经应用的环状碳酸酯合成路线（图１．３），主要包括传统??的光气法，酯交换法及Ｃ０２转化合成法［１５＾］。??２??
?第１章引言???Ｒ？?Ｒ＇??ａ：?Ｒ＇＝ＣＩ?Ｒ３＞Ｈ?１?Ｒ，＝ＣＩ?Ｒ２＝Ｈ?Ｒ２＇＇＾＼＼?１?ｒ２＝Ｈ??ｂ?Ｒｉ＝ｆ?Ｒｉ＝ｎ?＇ｚ１?ＩＩ?Ｒ＇＝Ｆ?Ｒ＾Ｈ?２?Ｒ１＝Ｆ?Ｒ２＝Ｈ??Ｃ．?Ｒ＇＾Ｂｒ?Ｒ＾Ｈ?ｒ＇?ＩＩＩ?Ｒ＇＝８ｒ?Ｒ＾Ｈ?ｒｉ?３?Ｒ＊＝Ｂｒ?Ｒ＾Ｈ??ｄ?Ｒ，＝ＣＩ?Ｒ２＝ＣＩ?ＩＶ?Ｒ，＝ＣＩ?Ｒ＾ＣＩ?４?Ｒ，＝ＣＩ?Ｒ２＝〇??ｇ．?Ｒ２＿ｈ?ｖ?Ｒ＇＝Ｈ?Ｒ＾Ｈ?５?Ｒ＾Ｈ?Ｒ＾Ｈ??Ｃｌ?Ｃｌ??ｔ?９－ｃ，??Ｃｌ?Ｃｌ??４?６?ＸＯＴｓ??７?Ｘ－ＯＴｆ??图１．４卟啉铝配合物的合成—??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ?ｃｏｍｐｌｅｘ＊２１１??２０１９年，Ｍｉｌａｎｉ等人合成了一类新型的卟啉镁配合物（图１．５），其在具有??不同轴向配体的内消旋位置上含有氯化芳基取代基［２２］。该类催化剂在催化Ｃ〇２??与环氧丙烷（Ｐ０）反应时，获得了最高为５０００００的转化数（ＴＯＮ）值，且Ｐ０??的转化率接近１００％，催化剂在循环使用８次后仍能保持良好的活性。??＼ｊＸ＃＇??图１．５?＼１ｎＰ５的分子结构ｌｎｌ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｌＶｌｎＰｓ１２２１??除了主族金属外，过渡金属如ＣｒｌＭ、ＺｎＭ、Ｃ〇ｌＭ等的卟啉配合物也被用于??催化环加成反应。Ｊｉｎｇ课题组合成了?Ｃｏ卟啉配合物用作环加成反应催化剂１２５？，??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ionic Liquids in Energy and Environment[J]. Toshiyuki Itoh,Masayoshi Watanabe,Liangnian He. Green Energy & Environment. 2019(02)
[2]不同溶剂萃取回收SBA-15中有机模板剂的研究[J]. 胡凯,苏广训,曹立,刘洪涛,金君素,张泽廷. 北京化工大学学报(自然科学版). 2013(02)
本文编号：3615039
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