收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二氧化碳的活化及环碳酸酯的合成

柏东升  
【摘要】:近年来,随着对碳污染的重视和碳化学的发展,二氧化碳作为碳资源的终态,由于储量丰富、无毒和惰性等特点受到越来越多化学工作者的重视。碳酸酯(包括环碳酸酯和聚碳酸酯)是化学固定二氧化碳成功的例子之一。环碳酸酯被广泛用作精细化工中间体、惰性非质子性极性溶剂、生物医药前体以及聚碳酸酯的原料;聚碳酸酯则广泛应用于工程塑料等领域。 绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿和热门领域,而仿生催化是绿色化学技术和方法学研究的最重要分支之一。主要生物质和酶分子在酶催化作用下的“构-效关系”也可以通过绿色仿生催化进行模拟。利用二氧化碳和环氧化合物通过偶联反应制备环碳酸酯或聚碳酸酯是二氧化碳研究的热点之一,已得到长足的发展;但是利用烯烃、氧气和二氧化碳的串联反应制备环碳酸酯则比较困难。而植物将二氧化碳和水转化成多糖或纤维素所用的催化剂-叶绿素恰恰是卟啉结构。 本论文从研究二氧化碳的活化以及二氧化碳和环氧化合物为底物合成环碳酸酯的反应过程和机理为基础,进一步研究在仿生卟啉为催化剂条件下,二氧化碳、氧气和烯烃通过氧化羧化合成环碳酸酯。 (1)设计合成新型的磁性四氧化三铁负载钻卟啉催化的二氧化碳与环氧化合物环加成合成环碳酸酯的反应,分别探讨了不同的助催化剂、助催化剂用量以及循环次数对反应的影响。研究表明当使用MNP-P/PTAT催化体系,在室温下,各种环氧化合物都可以生成较高收率的环碳酸酯;并且新型的磁性四氧化三铁负载钴卟啉催化剂使用磁铁吸引分离后循环16次而没有活性的降低和质量的减少。 (2)研究了以双功能金属卟啉作为催化剂催化二氧化碳与环氧化合物环加成合成环碳酸酯的反应,分别探讨了不同的中心金属、抗衡离子、反应温度以及循环次数对反应的影响。研究表明当使用Co(TTMAPP)(OAc)I4催化剂,85℃,667 KPa条件下,环丙烯碳酸酯在5小时内产率可达95.4%,其他各种环氧化合物也可以生成较高收率相应的环碳酸酯。 (3)合成一系列主族金属卟啉催化剂催化二氧化碳与环氧化合物环加成合成环碳酸酯的反应,分别探讨了不同的主族金属、助催化剂、反应温度、二氧化碳压力等对反应的影响。当使用Al(TPP)Cl/2PTAT为催化体系时,25℃,1 atm温和条件下,二氧化碳和环氧氯丙烷可以偶联得到相应较高产率的环碳酸酯;当使用天然产物叶绿素A作为催化剂时,可以得到具有光学活性的手性环碳酸酯。研究表明:主族金属卟啉催化剂的催化活性与主族金属的路易斯酸性有极大关系,即主族金属离子的路易斯酸性越强,则催化剂的催化活性越高;并且主族金属卟啉催化剂催化二氧化碳与环氧化合物环加成合成环碳酸酯的反应机理进行了详细讨论。 (4)开发了以二氯二茂钛(Cp2TiCl2)为催化剂催化二氧化碳与环氧化合物环加成合成环碳酸酯的反应,分别探讨了不同的反应温度、溶剂以及助催化剂对环加成反应的影响。研究表明当使用Cp2TiCl2/2TBAB催化体系,在150℃,1.2MPa, THF为溶剂条件下,反应15分钟,环丙烯碳酸酯产率高达98.1%,TOF值392.4 h-1。截止目前为止,这是首篇以茂金属为催化剂催化二氧化碳与环氧化合物环加成合成环碳酸酯反应。 (5)以钌金属卟啉为催化剂催化二氧化碳、氧气与烯烃串联合成环碳酸酯的反应,分别探讨了不同的助催化剂和底物与催化剂比率对三组分串联反应的影响。研究表明当使用Ru(TPP)O2/2TBAB催化体系,在30℃,1.1MPa二氧化碳压力,0.5 MPa氧气压力条件下,反应48小时,苯乙烯环碳酸酯产率可达76%;同时对不同底物的最佳催化条件进行了探讨,并且对反应机理进行了详细讨论。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 钱卫星,林辉;二甘醇双烯丙基碳酸酯的合成研究[J];浙江大学学报(医学版);1996年06期
2 丁著明,范华;绿色原化工原料双(三氯甲基)碳酸酯(BTC)的合成和应用[J];山西化工;2004年04期
3 王芳;毕秦岭;王晓波;;碳酸酯对Ti6Al4V/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响[J];润滑与密封;2007年11期
4 祝轶;高介电常数的碳酸酯系新溶剂开发成功[J];精细化工;1985年01期
5 丁著明,王玲;绿色原化工原料双(三氯甲基)碳酸酯(BTC)的合成和应用[J];浙江化工;2004年10期
6 王正平,刘天才,魏巍;二(三氯甲基)碳酸酯的合成及其在直接染料中的应用[J];应用科技;2002年04期
7 李其峰,王军威,亢茂青,王心葵,彭少逸;碳酸酯法非光气合成苯氨基甲酸酯[J];化学通报;2003年11期
8 李凯荣;张明;胡鹏;董建勋;周建;黄唯平;;二氧化碳与环氧化合物反应均相催化剂的研究进展[J];分子催化;2009年02期
9 康贵峰,秦张峰,朱华青,李振环,王建国;酸促进的氨基甲酸酯醇解合成碳酸酯(英文)[J];燃料化学学报;2005年04期
10 R.Nyhofen;B.Cramer;桑榆;;以碳酸酯为基础的新一代PA BCF纺丝油剂[J];国际纺织导报;2006年02期
11 潘仕荣,易武;聚六亚甲基碳酸酯聚氨酯脲的体外老化试验[J];高分子材料科学与工程;2005年01期
12 郝翠英;王胜平;马新宾;;草酸二烷基酯气相脱羰基制碳酸二烷基酯的热力学分析[J];精细石油化工;2006年04期
13 董调玲,周砚珠,江英彦;高分子钴和铁络合物对环氧丙烷与二氧化碳反应生成环丙烯碳酸酯的催化作用[J];分子催化;1989年01期
14 饶袁桥,龚烈忠,刘德山,周其庠;聚芳酯聚碳酸酯液晶共聚物的合成及表征[J];高分子学报;1996年03期
15 王庆印,王越,姚洁,王公应;碳酸二甲酯酯交换反应研究进展[J];天然气化工(C1化学与化工);2005年02期
16 贺景坚;梁宇翔;陈晓伟;闫欢;;适用于HFC-134A的聚乙二醇碳酸酯冷冻机油[J];润滑与密封;2006年12期
17 吴萌,吴锋,栾和林,陈人杰;用Reichardt's Dye研究碳酸酯溶剂极性的经验参数E_T(30)[J];化学学报;2005年09期
18 尚尔和;新型非离子表面活性剂——聚醚碳酸酯[J];日用化学工业;1984年01期
19 王炜,陈静威;乙二醇碳酸酯工业生产方法及应用[J];化学工程师;1996年02期
20 ;本期推荐——碳酸酯系列化合物[J];精细与专用化学品;2004年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 鲍德银;柏子龙;;甘油碳酸酯的合成工艺研究[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年
2 王公应;王庆印;王越;姚洁;;国内外碳酸二甲酯酯交换反应催化剂研究进展[A];第1届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2004年
3 沈国良;陈远南;虞琦;宋菊玲;;二氧化碳在化工中的利用[A];二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集[C];2009年
4 马益林;钟心懋;李兴亚;汪可祥;周慧枝;;二(卤代叔丁基)过氧二碳酸酯的热解动力学研究——用NMR方法跟踪过碳酸酯热解动力学反应[A];第五届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1988年
5 侯建业;梁永民;;炔丙基碳酸酯的环化反应[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
6 汪靖伦;王金泉;何良年;窦晓勇;吴芳;;以苯乙烯为原料通过CO_2/H_2O_2调控一步合成苯基环状碳酸酯[A];中国化学会第26届学术年会绿色化学分会场论文集[C];2008年
7 高永刚;王献红;赵晓江;王佛松;;双金属氰化物催化二氧化碳/环氧丙烷共聚制备脂肪族聚(碳酸酯-醚)二元醇[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
8 杜亚;王金泉;田杰生;孔德林;何良年;;以可再生资源二氧化碳为原料合成碳酸酯[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
9 莫国军;岳军;景遐斌;;侧链含有活化羧基的聚酯-碳酸酯的合成与表征[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
10 谢志刚;关会立;吕常海;庄秀丽;陈学思;景遐斌;;功能化的脂肪族聚酯-聚碳酸酯的合成与表征[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 石淑先;聚乳酸及其亲水性共聚物的制备和降解性能研究[D];北京化工大学;2007年
2 解沛忠;有机膦小分子促进的基于Morita-Baylis-Hillman碳酸酯的调控Domino环化反应研究[D];南开大学;2013年
3 田利;过渡金属化合物修饰电极的研究[D];吉林大学;2005年
4 李祥秋;基于环糊精的水解酶模拟物的构建及动力学研究[D];吉林大学;2008年
5 许梦清;锂离子电池电解质功能组分的作用机理及应用研究[D];华南理工大学;2009年
6 韩丽;重油的组成结构和高效转化的基础研究[D];中国矿业大学;2008年
7 李学福;Zn(Ⅱ)配合物的合成、表征及性能研究[D];吉林大学;2006年
8 彭耀丽;锡林浩特和霍林郭勒褐煤的超临界醇解[D];中国矿业大学;2009年
9 于璟琳;含氮气的二元系统相平衡及其计算[D];天津大学;2007年
10 宋英;2,2-二甲基三亚甲基碳酸酯和ε-己内酯的微波开环聚合[D];武汉大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈彩凤;萜烯基环碳酸酯及其非异氰酸酯聚氨酯的制备与性能研究[D];中国林业科学研究院;2013年
2 庞磊;甘油碳酸酯的反应精馏合成过程研究[D];华中科技大学;2012年
3 赵彬;碳酸酯型季铵离子液体的设计、合成与性能研究[D];大连理工大学;2008年
4 梁芸;功能化聚碳酸酯的酶促合成及其对聚乳酸的改性[D];武汉大学;2004年
5 郑卓群;咪唑类离子液体催化下合成季铵盐的研究[D];浙江师范大学;2006年
6 蔡鸿飞;二磺化钐及三氟甲磺酸镱在有机合成中的应用,双(三氯甲基)碳酸酯在氯甲酸酯合成中的应用[D];浙江工业大学;2004年
7 肖璐;β-环糊精酯类衍生物的合成[D];浙江大学;2005年
8 赵博;1,5-萘二异氰酸酯合成新工艺及相关研究[D];河北工业大学;2004年
9 周荣;改性烯丙基化合物在有机合成中的应用:双膦单氧化物的合成及立体选择性三组分烯化反应[D];南开大学;2010年
10 彭正红;生物标识荧光染料及游离基氯化反应的研究[D];大连理工大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 彭丽;聚碳酸酯笑傲光盘市场[N];中国化工报;2003年
2 杨扬;3种碳酸二甲酯下游产品通过评审[N];中国化工报;2003年
3 本报记者 王曦;缩短材料与建筑之间的距离感[N];中华建筑报;2011年
4 王繁泓;三光气:发展时机到了[N];中国化工报;2003年
5 陈毛平;中国成为聚碳酸酯消费主力[N];中国化工报;2003年
6 记者 高云飞;蓝星集团:回归故乡投巨资[N];甘肃日报;2003年
7 驻京记者 李雪墨;拜耳集团将大举投资中国[N];医药经济报;2003年
8 ;聚碳型聚氨酯泡沫塑料广州问世[N];今日信息报;2003年
9 ;聚碳型聚氨酯泡沫塑料问世[N];科技日报;2003年
10 通讯员 姚燕燕;华东理工大学成功开发二氧化碳精细化工产业链[N];上海科技报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978