生物基呋喃环聚合单体合成及聚合反应研究
发布时间：2020-12-30 02:51
随着环境污染问题的日益严重和传统石化原料的快速消耗,开发可再生的和环境友好的资源变得越来越紧迫。生物质原料可以从农业废弃物和能源作物中获得,它在世界范围内分布广泛且种类多。因此,生物质资源被认为是唯一可再生并且具有广泛应用前景的有机碳资源,将会成为制备有机化学品和高分子材料的重要原料。生物质资源是和人类生产生活最接近、最匹配的能源,其来自自然、回归自然,实现生物质能源的转化及绿色可循环利用,对世界经济、能源环境可持续发展起着关键性的作用。5-羟甲基糠醛和糠醛是重要的生物质平台分子,5-羟甲基糠醛和糠醛及其衍生物通过氧化、还原、胺化等可以合成不同结构的生物基呋喃环聚合物单体。5-羟甲基糠醛和糠醛通过氧化和结构修饰还能转化为多取代的呋喃羧酸衍生物。将这类化合物进一步转化为高附加值的精细化学品,将极大的提高生物质原料的转化率和利用率,为生物质原料的下游应用开辟新的途径。生物基呋喃环聚酰胺纤维具有刚性强、耐腐蚀、耐高温、杀菌、可降解、可加工性强等功能,在包装材料、纺织材料、人体组织修复材料、工程塑料等领域具有广泛应用前景。但现有产品面临品种不足,产品性能不全面,缺乏自主知识产权等挑战,严重制约...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．２催化剂比例的影响??反应条件：０．５ｍｍｏｌＨＭＦ，Ｐｄ／Ｃ催化剂，硝酸铋和硝酸钴作添加剂，２０ｍｏｌ％Ｋ２ＣＯ３碱添加??°
第二章ＰｄＣｏＢｉ／Ｃ常压催化氧化ＨＭＦ制备ＤＭＦＤＣＡ和ＦＤＣＡ??■■＂？…＂Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｏｆ?ＨＭＦ?■？．．?Ｙｉｅｌｄ?ｏｆ?ＨＭＭＦ??ｌＹｉｅｌｄ?ｏｆ?ＦＭＦ?－ｒ－Ｙｉｅｌｄ?ｏｆ?ＤＭＦＤＣＡ??１００－??ｖｆ＝??Ｖ?／??５?：Ａ＾＝：??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００?１１０??Ａｍｏｕｎｔ?ｏｆ?ｂａｓｅ?／（ｍｏｌ％）??图２．４碱用量的影响??反应条件：０．５?ｍｍｏｌ?ＨＭＦ，?５?ｍｏｌ％?Ｐｄ／Ｃ催化剂，５?ｍｏｌ％硝酸铋和５?ｍｏｌ％硝酸钴，Ｋ２Ｃ０３??作碱添加剂，２?ｍＬ?ＭｅＯＨ作溶剂，０．１?ＭＰａ?０２压力，反应１４?ｈ，反应温度６０?°Ｃ，反应收率采??用ＨＰＬＣ分析，苯甲酸乙酯作内标物。ＨＭＭＦ：?５－轻甲基呋喃－２－甲酸甲酯；ＦＭＦ：?５－酸基呋??喃－２－甲酸甲酯。ＤＭＦＤＣＡ：?２，?５－呋喃二甲酸二甲酯。??２．３．５反应时间的影响??实验考察了反应时间的影响（图２．５）。反应１小时后，５－ＨＭＦ的转化率约??为８０％，主要产品为ＨＭＭＦ和ＤＭＦＤＣＡ，二者选择性分别为５４％和２５％，而??只有少量的ＦＭＦ生成。这表明ＨＭＦ的醛基在反应初期更容易被氧化，这可能??是由于在甲醇存在下醛基形成缩醛。在文献中己经报道，苄基上的半缩醛比醛基??更容易被氧化以获得酯化产物［２６］。这可能是没有检测到更多ＦＭＦ产品的原因，??它还表明醛基的氧化酯化是一个快速的步骤。ＤＭＦＤＣＡ的较低产率也表明醛基??不容易在催化体系中直接被氧化而获得羧基产物。随着反应时间的延长，５－ＨＭＦ??逐渐转化完毕，中间体ＨＭＭＦ的收率逐渐降
图２．５时间的影响??６３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Significantly improved oxidation of bio-based furans into furan carboxylic acids using substrate-adapted whole cells[J]. Mao Wen,Xue-Ying Zhang,Min-Hua Zong,Ning Li. Journal of Energy Chemistry. 2020(02)
[2]水性丙烯酸涂料的制备及性能研究[J]. 张博晓,张培,刘瑞清,裴勇. 胶体与聚合物. 2019(04)
[3]超声波辐射下糠醛合成糠醇和糠酸[J]. 黄丽娟,李敬芬. 黑龙江科技信息. 2011(25)
[4]生物质能源发展及海洋生物质能源展望[J]. 赵中华,石磊,刘珊珊. 科学与管理. 2008(04)
[5]合成3,4-二取代呋喃-2,5-二甲酸的简便方法[J]. 李伟杰,陆豫. 化学试剂. 2006(05)
[6]欧盟可再生能源现状、未来发展与挑战[J]. Kostantions D Patlitzianas,Argyris G Kagiannas,John Psarras,吴君棋. 能源工程. 2003(05)
[7]新的糠酸工业合成法的研究[J]. 魏缇志,赵春禄,李跃龙,张靓华,阎维富. 山西大学学报(自然科学版). 1985(03)
本文编号：2946837
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．２催化剂比例的影响??反应条件：０．５ｍｍｏｌＨＭＦ，Ｐｄ／Ｃ催化剂，硝酸铋和硝酸钴作添加剂，２０ｍｏｌ％Ｋ２ＣＯ３碱添加??°
第二章ＰｄＣｏＢｉ／Ｃ常压催化氧化ＨＭＦ制备ＤＭＦＤＣＡ和ＦＤＣＡ??■■＂？…＂Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｏｆ?ＨＭＦ?■？．．?Ｙｉｅｌｄ?ｏｆ?ＨＭＭＦ??ｌＹｉｅｌｄ?ｏｆ?ＦＭＦ?－ｒ－Ｙｉｅｌｄ?ｏｆ?ＤＭＦＤＣＡ??１００－??ｖｆ＝??Ｖ?／??５?：Ａ＾＝：??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００?１１０??Ａｍｏｕｎｔ?ｏｆ?ｂａｓｅ?／（ｍｏｌ％）??图２．４碱用量的影响??反应条件：０．５?ｍｍｏｌ?ＨＭＦ，?５?ｍｏｌ％?Ｐｄ／Ｃ催化剂，５?ｍｏｌ％硝酸铋和５?ｍｏｌ％硝酸钴，Ｋ２Ｃ０３??作碱添加剂，２?ｍＬ?ＭｅＯＨ作溶剂，０．１?ＭＰａ?０２压力，反应１４?ｈ，反应温度６０?°Ｃ，反应收率采??用ＨＰＬＣ分析，苯甲酸乙酯作内标物。ＨＭＭＦ：?５－轻甲基呋喃－２－甲酸甲酯；ＦＭＦ：?５－酸基呋??喃－２－甲酸甲酯。ＤＭＦＤＣＡ：?２，?５－呋喃二甲酸二甲酯。??２．３．５反应时间的影响??实验考察了反应时间的影响（图２．５）。反应１小时后，５－ＨＭＦ的转化率约??为８０％，主要产品为ＨＭＭＦ和ＤＭＦＤＣＡ，二者选择性分别为５４％和２５％，而??只有少量的ＦＭＦ生成。这表明ＨＭＦ的醛基在反应初期更容易被氧化，这可能??是由于在甲醇存在下醛基形成缩醛。在文献中己经报道，苄基上的半缩醛比醛基??更容易被氧化以获得酯化产物［２６］。这可能是没有检测到更多ＦＭＦ产品的原因，??它还表明醛基的氧化酯化是一个快速的步骤。ＤＭＦＤＣＡ的较低产率也表明醛基??不容易在催化体系中直接被氧化而获得羧基产物。随着反应时间的延长，５－ＨＭＦ??逐渐转化完毕，中间体ＨＭＭＦ的收率逐渐降
图２．５时间的影响??６３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Significantly improved oxidation of bio-based furans into furan carboxylic acids using substrate-adapted whole cells[J]. Mao Wen,Xue-Ying Zhang,Min-Hua Zong,Ning Li. Journal of Energy Chemistry. 2020(02)
[2]水性丙烯酸涂料的制备及性能研究[J]. 张博晓,张培,刘瑞清,裴勇. 胶体与聚合物. 2019(04)
[3]超声波辐射下糠醛合成糠醇和糠酸[J]. 黄丽娟,李敬芬. 黑龙江科技信息. 2011(25)
[4]生物质能源发展及海洋生物质能源展望[J]. 赵中华,石磊,刘珊珊. 科学与管理. 2008(04)
[5]合成3,4-二取代呋喃-2,5-二甲酸的简便方法[J]. 李伟杰,陆豫. 化学试剂. 2006(05)
[6]欧盟可再生能源现状、未来发展与挑战[J]. Kostantions D Patlitzianas,Argyris G Kagiannas,John Psarras,吴君棋. 能源工程. 2003(05)
[7]新的糠酸工业合成法的研究[J]. 魏缇志,赵春禄,李跃龙,张靓华,阎维富. 山西大学学报(自然科学版). 1985(03)
本文编号：2946837
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