離子液體是在室溫或接近室溫下呈液體狀態(tài),完全由陰陽離子構(gòu)成的一類新型化合物,其具有不易燃、蒸汽壓低、液程寬、強度可調(diào)、導電性強、可循環(huán)使用以及靈活的可設計性等一系列優(yōu)點。至今為止,離子液體的應用已經(jīng)廣泛地涉及到電化學、有機化學、材料科學、生物質(zhì)能源、分離提純等多個研究領(lǐng)域。近些年來,利用離子液體作為反應溶劑和催化劑的實驗與應用研究層見迭出,且都取得了重大進展。相比而言,相關(guān)的理論研究發(fā)展較為滯后,人們對離子液體自身結(jié)構(gòu)與其熱穩(wěn)定性的關(guān)系以及離子液體催化的一些重要有機反應機理的認識尚不明確,實驗研究中觀察到的一些有趣的現(xiàn)象和得到的某些實驗結(jié)果無法用一般的化學常識給予合理的解釋,這在一定程度上阻礙了新型高效的離子液體進一步的發(fā)展與應用。因此開展關(guān)于離子液體熱穩(wěn)定性和離子液體催化重要化學反應的理論研究,探究宏觀實驗現(xiàn)象背后的微觀本質(zhì)具有重要的科學意義和應用前景。本論文以離子液體熱穩(wěn)定性和離子液體作為溶劑和催化劑的一些相關(guān)實驗為研究背景,通過量子化學計算的方法研究了咪唑類離子液體的分解機理和其自身結(jié)構(gòu)對熱穩(wěn)定性的影響,探討了離子液體催化一些重要的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程和有機合成的反應機理,揭示了離子液... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 離子液體簡介
        1.1.1 離子液體發(fā)展史
        1.1.2 離子液體的定義和分類
        1.1.3 離子液體的特性
        1.1.4 離子液體的應用領(lǐng)域
            1.1.4.1 電化學領(lǐng)域
            1.1.4.2 氣體吸附和化工分離領(lǐng)域
            1.1.4.3 生物催化領(lǐng)域
            1.1.4.4 生物質(zhì)領(lǐng)域
            1.1.4.5 有機化學領(lǐng)域
    1.2 本論文的研究內(nèi)容及意義
    參考文獻
第二章 理論基礎和計算方法
    2.1 薛定諤方程
    2.2 密度泛函理論(Density functional theory,DFT)
        2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.2 Kohn-Sham方程
    2.3 基組
    2.4 勢能面
    2.5 自然鍵軌道(NBO)分析
    參考文獻
第三章 咪唑類離子液體分解的機理和其熱穩(wěn)定性的理論研究
    3.1 研究背景
    3.2 計算方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 二烷基氯咪唑離子液體的分解途徑及產(chǎn)物
        3.3.2 咪唑類離子液體自身結(jié)構(gòu)對其熱穩(wěn)定性的影響
            3.3.2.1 陰離子親核性的影響
            3.3.2.2 咪唑環(huán)C4位上取代基的影響
            3.3.2.3 取代基烷基鏈長度的影響
            3.3.2.4 支鏈取代基的影響
            3.3.2.5 不飽和取代基的影響
    3.4 結(jié)論
    參考文獻
第四章 二氯化鉻-咪唑氯離子液體催化葡萄糖異構(gòu)化為果糖的理論研究
    4.1 研究背景
    4.2 計算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 初始絡合物
        4.3.2 葡萄糖開環(huán)
        4.3.3 C1和C2之間的氫轉(zhuǎn)移
        4.3.4 閉環(huán)
    4.4 結(jié)論
    參考文獻
第五章 MnCl_2-磺酸咪唑離子液體共同催化葡萄糖異構(gòu)化為果糖的機理研究
    5.1 研究背景
    5.2 計算方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 自旋態(tài)
        5.3.2 路徑A
        5.3.3 路徑B
    5.4 結(jié)論
    參考文獻
第六章 咪唑離子液體催化琥珀酸酐與維生素E酯化反應的理論研究
    6.1 研究背景
    6.2 計算方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 組胺催化反應
            6.3.1.1 實驗中提出的反應機制
            6.3.1.2 當前計算中確定的反應機制
            6.3.1.3 產(chǎn)物對反應的影響
        6.3.2 離子液體催化反應
            6.3.2.1 實驗中提出的反應機制
            6.3.2.2 當前計算中確定的反應機制
            6.3.3.3 陽離子對反應的影響
            6.3.3.4 陰離子對反應的影響
            6.3.3.5 產(chǎn)物對反應的影響
        6.3.3 動力學實驗現(xiàn)象的解釋
    6.4 結(jié)論
    參考文獻
第七章 磺酸咪唑離子液體催化木質(zhì)素模型化合物解聚的機理研究
    7.1 研究背景
    7.2 計算方法
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 木質(zhì)素模型化合物及其與[C_3SO_3HMIM][HSO_4]形成的初始絡合物的結(jié)構(gòu)
        7.3.2 實驗作者提出的催化循環(huán)
        7.3.3 理論計算建議的反應機理
        7.3.4 非常規(guī)的E1消除的原因
    7.4 結(jié)論
    參考文獻
第八章 磺酸咪唑離子液體催化吡喃并香豆素合成的機理研究
    8.1 研究背景
    8.2 計算方法
    8.3 結(jié)果與討論
        8.3.1 無催化劑存在的情況
        8.3.2 H_2SO_4催化的反應
        8.3.3 [BSMIM]OTs離子液體催化的反應
    8.4 結(jié)論
    參考文獻
結(jié)論與展望
致謝
攻讀學位期間發(fā)表和待發(fā)表的論文
附錄
附件



本文編號：3471424