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《探析功能離子液體合成與催化環(huán)狀碳酸酯的研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津大學(xué)博士學(xué)位論文功能離子液體合成與催化環(huán)狀碳酸酯的研究姓名:戎梅竹申請學(xué)位級別:博士專業(yè):化學(xué)工藝指導(dǎo)教師:韓金玉20090201摘要離子液體是由陰陽離子組成的室溫成液態(tài)的鹽,采用金屬配合物與離子液體相結(jié)合催化環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng),不僅可以使催化劑能夠重復(fù)使用,而且對于開發(fā)綠色化工過程具有重要意義和應(yīng)用價值。本文首先對水楊醛氨基酸配合物在離子液體中催化環(huán)加成反應(yīng)進(jìn)行了研究,通過考察一系列影響反應(yīng)的因素,確定Sal.L.Phe.Co/NBthI/[bmim]PF6為適宜的催化體系,得到適宜的反應(yīng)條件為:30mmol環(huán)氧丙烷
2、,5mo!%Sal.L.Phe.Co,2m01%NBu4I,【bmim]PF6lmL,4MPa,80"C反應(yīng)8h。在此條件下,環(huán)氧丙烷的轉(zhuǎn)化率和碳酸丙烯酯的選擇性分別達(dá)到90%和>99%。但是催化劑在反應(yīng)過程中發(fā)生變性,重復(fù)使用性有待提高。合成了由不同水楊醛與不同二元胺形成的具有不同金屬活性中心的希夫堿金屬配合物研究金屬中心以及配體的改變對配合物催化性能的影響,通過紅外光譜、熱重分析、元素分析、核磁共振等定性分析方法,確定其結(jié)構(gòu)。通過對反應(yīng)影響因素的考察,確定(Saloph)CoBr-II/DMAP催化體系具有較好的催化活性
3、,同時得到適宜的反應(yīng)條件為:30mmol環(huán)氧丙烷,O.1m01%(Sal叩hen)CoBr-II,0.2m01%DMAP,lmL[bmim]PF6,4MPa,80℃反應(yīng)4h。在此條件下,催化體系能夠?qū)⑵渌h(huán)氧化物催化成為相應(yīng)的環(huán)狀碳酸酯。實驗結(jié)果表明-N02基團(tuán)的引入提高了催化劑的催化活性。同時,相應(yīng)的離子液體催化體系在使用4次后,其活性沒有明顯的降低。合成了帶有離子液體支鏈的金屬配合物功能型離子液體。通過紅外光譜、熱重分析、元素分析、核磁共振等定性分析,確定了其分子結(jié)構(gòu)式。實驗結(jié)果表明,經(jīng)過改性的功能型離子液體的催化活性得
4、到了較大程度的提高,反應(yīng)體系在重復(fù)使用4次后,活性沒有明顯的降低。合成了不同取代基的季膦鹽離子液體,確定了適宜的催化反應(yīng)條件:30mmol環(huán)氧丙烷,1mL[(C6H13)3P(C14H29)]Br,3MPa,100"C反應(yīng)4h。同時,ZnX2作為共催化劑的加入大大提高了季膦鹽催化合成環(huán)狀碳酸酯的活性,在lmL【(C6H13)3P(C14H29)]Br中,2MPa,100"(2的反應(yīng)條件下,15min之內(nèi)環(huán)氧丙烷的轉(zhuǎn)化率即可達(dá)到97%。關(guān)鍵詞:離子液體;環(huán)氧化物的環(huán)加成:催化反應(yīng);金屬配合物;功能離子液體ABSTRACTIon
5、icliquidsareliquidsaltsatroomtemperaturewhicharccomposedbyanionsandcations.Cycioadditionofcarbondioxideandepoxidesarecatalyzedbythemethodbasedonmetalcompoundsandionicliquids,whichnotonlymakecatalystsreusably,butalsohavegreatsignificanceforthegreenchemicalengineerin
6、g.Catalyzedcouplingreactionofepoxidesbysalicylaldehyde-aminoacid-Metalinionicliquidswasstudied.Foroptimizingthereactioncondition,theinfluenceofseveralfactorsonreactionwasstudied,andthenasatisfiedreactionconditionwasobtainedin8hoursat80"C.4MPaofcarbondioxidewith30mm
7、olpropyleneepoxide,5m01%salicylaldehyde-aminoacid—cobalt,2m01%NBu4Iand1mL[bmim]PF6.Inthiscondition,theconversionandselectionofpropyleneepoxideandpropylenecarbonatewere90%andovgr99%.Thesubstitutedepoxideswereallcatalyzedtothecorrespondingcarbonatesthroughcycloadditi
8、on.Butthereusabilitystillneededimproved.Salicylaidehyde-—diamine··Metalwassynthesizedbychangingmetalcenterandstructureofcomplexesinordertostudyth