本文關(guān)鍵詞：新型雜多酸功能化類離子液體的設(shè)計(jì)、合成及催化性能研究

  更多相關(guān)文章： 雜多酸 功能化離子液體 Friedel-Crafts反應(yīng) 酯化反應(yīng)

【摘要】：參照功能化離子液體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及合成方法,以N-甲基咪唑和有機(jī)胺作為有機(jī)陽離子骨架,在骨架上引入Br?nsted酸性功能化基團(tuán)磺酸基(PS),不同程度地取代keggin雜多酸(H3PW12O40)中的質(zhì)子,以獲得由酸性基團(tuán)和反荷質(zhì)子共同帶來的Br?nsted酸性;再將具有Lewis酸性的各種金屬離子(Al3+、Ce3+、Sm3+、Cs+、Ni2+、Zn2+、Zr4+、Sn2+等)以不同的比例摻雜到陽離子中,在陽離子中引入Lewis酸中心,設(shè)計(jì)合成出一系列新型的具有Br?nsted-Lewis雙酸性的雜多酸功能化類離子液體有機(jī)-無機(jī)雜化催化材料。運(yùn)用紅外光譜(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)、ICP-AES等技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)和組成的分析;采用熱重(TG)對(duì)催化劑的熱穩(wěn)定性進(jìn)行表征;通過測(cè)定不同溫度下在各種典型極性和非極性溶劑中的溶解性能考察了催化劑對(duì)水和溶劑的溶解性和穩(wěn)定性;采用吡啶-紅外法(Py-IR)與正丁胺電位滴定法測(cè)定所合成雜多酸功能化類離子液體有機(jī)-無機(jī)雜化催化材料的酸型、酸強(qiáng)度,并研究所合成的雜化材料的結(jié)構(gòu)與這些性質(zhì)之間的內(nèi)在規(guī)律。將上述所合成的雜多酸功能化類離子液體應(yīng)用于催化苯環(huán)化合物的酯化反應(yīng)、Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)以及Friedel-Crafts�；磻�(yīng)等三個(gè)副產(chǎn)物為水的清潔精細(xì)有機(jī)合成模型反應(yīng)中,篩選綠色高效的催化劑,并進(jìn)一步探究最佳反應(yīng)工藝。其中,在乙酸與苯甲醇的酯化反應(yīng)和甲苯與苯甲醇的Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)中,Sm0.66[MIMPS]PW12O40為催化性能最佳的催化劑;在苯甲醚與苯甲酸的Friedel-Crafts�；磻�(yīng)中,Ce0.33[TEAPS]HPW12O40為催化性能最好的催化劑。可以看出,在所選取的模型反應(yīng)中,Lewis酸性比重高的催化劑可提高酯化反應(yīng)和Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)的反應(yīng)效果,Br?nsted酸性強(qiáng)的催化劑對(duì)Friedel-Crafts�；磻�(yīng)有著更好的催化效果。在乙酸和苯甲醇的酯化反應(yīng)中,乙酸和苯甲醇的物質(zhì)的量比為1.2:1(苯甲醇為0.03 mol),催化劑Sm0.66[MIMPS]PW12O40用量0.02 mmol,回流溫度下反應(yīng)3h時(shí),苯甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)96.3%,乙酸苯甲酯選擇性為95.8%。重復(fù)使用3次后,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率明顯下降,主產(chǎn)物乙酸苯甲酯一直保持較高的選擇性。在甲苯和苯甲醇的Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)中,最佳反應(yīng)條件下,Sm0.66[MIMPS]PW12O40循環(huán)使用3次之后催化效果有所下降。將合成的雜多酸功能化類離子液體應(yīng)用于催化苯甲醚與苯甲酸的Friedel-Crafts�；磻�(yīng),在最佳反應(yīng)條件下,苯甲酸的轉(zhuǎn)化率和4-甲氧基二苯甲酮的選擇性可分別達(dá)到67.0%和84.3%。Ce0.33[TEAPS]HPW12O40的催化效果隨著重復(fù)使用次數(shù)的增加而緩慢地下降,但重復(fù)使用到第4次時(shí),苯甲酸的轉(zhuǎn)化率和4-甲氧基二苯甲酮的選擇性仍可達(dá)到45.8%和79.0%。實(shí)驗(yàn)表明,設(shè)計(jì)并合成的雜多酸功能化類離子液體在酯化反應(yīng)及Friedel-Crafts反應(yīng)中均表現(xiàn)出了較高的催化活性以及較強(qiáng)的耐水性,并且可以實(shí)現(xiàn)催化劑的重復(fù)利用,克服了傳統(tǒng)酸催化劑的缺陷,為酸催化反應(yīng)的高原子經(jīng)濟(jì)性以及綠色化清潔路線提供了前景良好的新思路。
【關(guān)鍵詞】：雜多酸 功能化離子液體 Friedel-Crafts反應(yīng) 酯化反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 前言11-13
• 1 文獻(xiàn)綜述13-23
• 1.1 酸催化反應(yīng)的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展13-19
• 1.1.1 Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)的綠色化研究進(jìn)展13-16
• 1.1.2 Friedel-Crafts�；磻�(yīng)的綠色化研究進(jìn)展16-18
• 1.1.3 酯化反應(yīng)的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2 酸功能化離子液體及其在酸催化反應(yīng)中的應(yīng)用19-20
• 1.3 雜多酸功能化類離子液體及其催化性能20-21
• 1.4 選題依據(jù)21-23
• 2 雜多酸功能化類離子液體的合成及性質(zhì)研究23-40
• 2.1 引言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器23-25
• 2.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑23-24
• 2.2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器24-25
• 2.3 Br?nsted-Lewis雙酸性雜多酸功能化類離子液體的合成25-26
• 2.4 雜多酸功能化類離子液體的表征方法26-27
• 2.5 結(jié)果與討論27-39
• 2.5.1 雜多酸功能化類離子液體的核磁表征27-29
• 2.5.2 雜多酸功能化類離子液體的紅外表征29-31
• 2.5.3 雜多酸功能化類離子液體的ICP-AES分析表征31-32
• 2.5.4 雜多酸功能化類離子液體的熱重分析表征32
• 2.5.5 雜多酸功能化類離子液體的物理性質(zhì)及酸性32-39
• 2.5.5.1 陰陽離子母體對(duì)雜多酸功能化類離子液體性能的影響36-37
• 2.5.5.2 金屬離子種類及比例對(duì)雜多酸功能化類離子液體性能的影響37-39
• 2.6 小結(jié)39-40
• 3 雜多酸功能化類離子液體催化酯化反應(yīng)的研究40-51
• 3.1 引言40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑40
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器40
• 3.3 雜多酸功能化類離子液體催化乙酸與苯甲醇酯化反應(yīng)40-41
• 3.4 反應(yīng)產(chǎn)物的檢測(cè)分析41-42
• 3.4.1 GC-MS測(cè)試條件41-42
• 3.4.2 氣相色譜的測(cè)試條件42
• 3.5 結(jié)果與討論42-50
• 3.5.1 乙酸與苯甲醇酯化反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)譜表征42-44
• 3.5.2 催化反應(yīng)的條件優(yōu)化44-50
• 3.5.2.1 催化劑的篩選44-46
• 3.5.2.2 反應(yīng)物摩爾比對(duì)反應(yīng)效果的影響46-47
• 3.5.2.3 催化劑用量對(duì)反應(yīng)效果的影響47
• 3.5.2.4 反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)效果的影響47
• 3.5.2.5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)效果的影響47-49
• 3.5.2.6 催化劑的重復(fù)使用性能49-50
• 3.6 小結(jié)50-51
• 4 雜多酸功能化類離子液體催化Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)研究51-65
• 4.1 引言51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器51-52
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑51-52
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器52
• 4.3 雜多酸功能化類離子液體催化甲苯與苯甲醇的Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)52-53
• 4.4 反應(yīng)產(chǎn)物的檢測(cè)條件53-54
• 4.4.1 GC-MS測(cè)試條件53
• 4.4.2 氣相色譜測(cè)試條件53-54
• 4.5 結(jié)果與討論54-64
• 4.5.1 反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)譜表征54-56
• 4.5.2 催化反應(yīng)的條件優(yōu)化56-64
• 4.5.2.1 催化劑的篩選56-58
• 4.5.2.2 反應(yīng)物摩爾比對(duì)反應(yīng)效果的影響58-59
• 4.5.2.3 催化劑用量對(duì)反應(yīng)效果的影響59-60
• 4.5.2.4 反應(yīng)溫度比對(duì)反應(yīng)效果的影響60-61
• 4.5.2.5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)效果的影響61-63
• 4.5.2.6 催化劑的重復(fù)使用性能63-64
• 4.6 小結(jié)64-65
• 5 雜多酸功能化類離子液體催化Friedel-Crafts酰基化反應(yīng)研究65-76
• 5.1 引言65
• 5.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器65-66
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑65
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器65-66
• 5.3 雜多酸功能化類離子液體催化苯甲醚與苯甲酸的Friedel-Crafts�；磻�(yīng)66-67
• 5.4 反應(yīng)產(chǎn)物的檢測(cè)條件67
• 5.5 結(jié)果與討論67-75
• 5.5.1 反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)譜表征67-69
• 5.5.2 催化反應(yīng)的條件優(yōu)化69-75
• 5.5.2.1 催化劑的篩選69-71
• 5.5.2.2 反應(yīng)物摩爾比對(duì)反應(yīng)效果的影響71
• 5.5.2.3 催化劑用量對(duì)反應(yīng)效果的影響71
• 5.5.2.4 反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)效果的影響71-73
• 5.5.2.5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)效果的影響73
• 5.5.2.6 催化劑重復(fù)使用性能73-75
• 5.6 小結(jié)75-76
• 結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士期間的論文、成果84-85

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;Friedel-Crafts Acylation Reactions Using Catalytic SbCl_5-TEBA Complex as an Efficient Catalyst[J];Chinese Chemical Letters;2004年12期

2 ;Friedel-Crafts Acylation of Ferrocene Catalyzed by Solid Superacid,Silica-supported Polytrifluoromethanesulfosiloxane[J];Chinese Chemical Letters;2005年02期

3 瞿軍,陳志榮,何玉生,王曉冬;2,4-二氟聯(lián)苯的Friedel-Crafts乙�；に囇芯縖J];精細(xì)化工;2000年11期

4 ;Solventless Friedel-Crafts Acylation under Microwave Activation[J];Chinese Chemical Letters;2005年03期

5 張禎;麻遠(yuǎn);趙玉芬;;微波輔助的Friedel-Crafts反應(yīng)[J];化學(xué)進(jìn)展;2008年Z1期

6 王建軍;趙慧仙;李金銘;孫強(qiáng);賈瑜;;結(jié)構(gòu)對(duì)Friedel振蕩影響的第一性原理研究[J];鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2009年03期

7 ;THE FRIEDEL-CRAFTS REACTION OF CALIXARENES~1[J];Chinese Chemical Letters;1992年07期

8 ;The Friedel-Crafts Acylation of Substituted Benzene with 2 - Phenylfuran-3, 4-dicarboxylic Acid Anhydride[J];Chinese Chemical Letters;1998年02期

9 郝蘇霞;王桂榮;欒艷勤;趙新強(qiáng);王延吉;;離子液體在Friedel-Crafts反應(yīng)中的應(yīng)用進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2009年06期

10 Farook ADAM;Kei Lin SEK;;用于Friedel-Craft甲苯苯甲�；磻�(yīng)的銦催化劑的多相化(英文)[J];催化學(xué)報(bào);2012年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;Squaramide-Catalyzed Enantioselective Friedel-Crafts Reaction of Indoles with Imines[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第三屆全國(guó)分子手性學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

2 ;Enhancement of Stereoselectivity in Asymmetric Friedel-Crafts Alkylation Catalyzed by Diarylprolinol Silyl Ether with Hypervalent Si-N Coordination[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第三屆全國(guó)分子手性學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

3 ;Rational Design of Sterically and Electronically Easily Tunable Chiral Bisimidazolines and Their Applications in Friedel-Crafts Alkylation Reaction[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)不對(duì)稱催化分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

4 王蓓蕾;劉國(guó)桂;張金鑫;李乃凱;沈琪;王興旺;;雙核鋅絡(luò)合物催化的吲哚與醛亞胺的不對(duì)稱Friedel-Crafts胺化反應(yīng)[A];第十六屆全國(guó)金屬有機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2010年

5 ;Amino Acid-Derived Tridentate Ligands for Asymmetric Henry Reaction and Friedel-Crafts Alkylation[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第七屆有機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議圖文摘要集[C];2011年

6 章萍;阮秀秀;錢光人;;Al-Friedel化合物的有機(jī)改性及無機(jī)陰離子的影響[A];第五屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

7 戴迎春;錢光人;;Friedel化合物去除水中低濃度磷的性能研究[A];第五屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

8 李侃社;黃虎;李錦;牛紅梅;閆蘭英;康潔;陳創(chuàng)前;;微波輻照PVC-PS之間的Friedel-Crafts接枝反應(yīng)[A];2012年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)學(xué)術(shù)論文集（上冊(cè)）[C];2012年

9 劉涵;單振華;杜大明;;雜芳香化合物與硝基烯烴的不對(duì)稱Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)不對(duì)稱催化分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

10 鄒沖;曾慶聰;李明宙;吳丁財(cái);符若文;;線性聚苯乙烯和四氯化碳的Friedel-Crafts交聯(lián)合成層次孔聚苯乙烯材料[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2009年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 穆曼曼;芳烴Friedel-Crafts�；磻�(yīng)固體酸催化劑的研究[D];天津大學(xué);2015年

2 李國(guó)興;氟代醇和有機(jī)雙官能團(tuán)催化劑催化的Friedel-Crafts反應(yīng)[D];南開大學(xué);2012年

3 吳昊;手性鎳—雙VA唑啉絡(luò)合物催化不對(duì)稱Friedel-Crafts反應(yīng)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

4 陳敏;新型多環(huán)芳烴功能高分子中間體的制備及其機(jī)理研究[D];江蘇大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭學(xué)良;綠色新型深共融溶劑(ZnCl_2/ChCl)催化Friedel-Crafts反應(yīng)[D];大連大學(xué);2015年

2 劉海華;吲哚與N-磺酰醛亞胺的Friedel-Crafts反應(yīng)研究[D];東華大學(xué);2016年

3 張新利;取代茚基錸羰基配合物的合成及其催化芳香化合物Friedel-Crafts反應(yīng)[D];河北師范大學(xué);2016年

4 劉宗群;新型雜多酸功能化類離子液體的設(shè)計(jì)、合成及催化性能研究[D];青島科技大學(xué);2016年

5 孟華;酸催化吲哚與亞胺的Friedel-Crafts反應(yīng)[D];新疆大學(xué);2009年

6 周勇;吡咯與吲哚衍生物Friedel-Crafts環(huán)化及去芳構(gòu)化反應(yīng)研究[D];華東理工大學(xué);2015年

7 竇海洋;分子篩催化苯甲醚的Friedel-Crafts反應(yīng)的研究[D];河北大學(xué);2010年

8 董洪明;Lewis酸催化的吲哚與乙醛酸乙酯的對(duì)映選擇性Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)[D];華中師范大學(xué);2007年

9 馮會(huì);α-羥基二硫縮烯酮分子內(nèi)Friedel-Crafts反應(yīng)合成多取代茚[D];東北師范大學(xué);2012年

10 陳婷;分子篩催化吲哚的Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)的研究[D];華中科技大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：692737