本文關鍵詞：多功能化離子液體的制備及催化合成環(huán)狀碳酸酯反應研究

  更多相關文章： 多功能離子液體 金屬官能化離子液體 多層固載離子液體 環(huán)狀碳酸酯 二氧化碳

【摘要】：二氧化碳是一種重要的C1資源,近年來二氧化碳資源化轉化制備高附加值的精細有機化學品已經(jīng)成為熱點課題之一。以二氧化碳與環(huán)氧化合物為原料合成五元環(huán)狀碳酸酯是二氧化碳資源化利用的有效途徑。目前應用于該反應的眾多催化劑體系中,離子液體因其特殊的理化性質(zhì)被認為是該反應最有效的催化劑之一。合成了含有雙官能團的雙功能化離子液體,對其結構及酸性進行了表征,研究了該類離子液體在二氧化碳與環(huán)氧化合物環(huán)加成反應中的催化性能。研究發(fā)現(xiàn),當以HOOCPImIEOH為催化劑時,在110℃、1.0 MPa的條件下反應2.0 h時碳酸丙烯酯的收率可達到96.5%。在最優(yōu)反應條件下,HOOCPImIEOH能夠高效的催化二氧化碳與多種環(huán)氧底物反應,并且催化劑重復使用10次后活性幾乎不變。合成了具有不同Lewis酸、堿的金屬官能化離子液體,對其結構進行了表征并考察了其在合成環(huán)狀碳酸酯反應中的催化性能。當以Lewis酸堿比為1:4的(MimBreimBr-COO)2Zn為催化劑時,在110℃、1.5 MPa的條件下反應2.0 h時碳酸丙烯酯的收率達到了96.1%,轉化頻率為1442 h-1。催化劑在重復使用15次時活性沒有下降,對不同環(huán)氧底物的反應也表現(xiàn)出很好的普遍適用性能。制備與表征了多層固載型羧酸功能化離子液體,并研究了它們在合成環(huán)狀碳酸酯反應中的催化性能。相對于單層固載的離子液體催化劑,多層固載的離子液體表現(xiàn)出了更高的催化活性。在最優(yōu)的反應工藝條件下,離子液體用量為0.9 mol%時,碳酸丙烯酯的收率可以達到94.4%,同時該催化劑也表現(xiàn)出良好的普適性以及穩(wěn)定性。
【關鍵詞】：多功能離子液體 金屬官能化離子液體 多層固載離子液體 環(huán)狀碳酸酯 二氧化碳
【學位授予單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ23;O645.1
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-29
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 文獻綜述12-26
• 1.2.1 傳統(tǒng)型離子液體催化劑12-15
• 1.2.2 雙功能化離子液體催化劑15-21
• 1.2.3 固載化離子液體催化劑21-26
• 1.3 文獻總結及課題設計思路26-29
• 1.3.1 文獻總結26-27
• 1.3.2 本課題來源27
• 1.3.3 本課題主要研究內(nèi)容27
• 1.3.4 課題研究創(chuàng)新之處27-29
• 第2章 實驗部分29-39
• 2.1 實驗試劑和儀器29-30
• 2.1.1 實驗原料與試劑29
• 2.1.2 實驗儀器29-30
• 2.2 離子液體的制備30-36
• 2.2.1 羥基羧酸雙功能化離子液體的制備30-33
• 2.2.2 金屬官能化離子液體催化劑的制備33-35
• 2.2.3 固載型雙陽離子羧酸功能化離子液體的制備35-36
• 2.3 離子液體的表征方法36-37
• 2.3.1 傅里葉變換紅外光譜分析36
• 2.3.2 核磁共振分析36-37
• 2.3.3 元素分析37
• 2.3.4 掃描電鏡37
• 2.3.5 紫外可見光譜分析及Hammett酸函數(shù)的測定37
• 2.4 二氧化碳與環(huán)氧化物的偶聯(lián)反應37-38
• 2.5 本章小結38-39
• 第3章 雙功能化離子液體催化合成環(huán)狀碳酸酯研究39-54
• 3.1 雙功能化離子液體的結構及表征39-43
• 3.1.1 FT-IR紅外光譜分析39-40
• 3.1.2 核磁共振表征40-42
• 3.1.3 紫外可見光譜分析及Hammett酸函數(shù)的測定42-43
• 3.2 雙功能化離子液體結構對催化活性的影響43-45
• 3.3 以HOOCPIm IEOH為催化劑時反應工藝條件的優(yōu)化45-50
• 3.3.1 反應催化劑用量的優(yōu)化46-47
• 3.3.2 反應時間的優(yōu)化47-48
• 3.3.3 反應溫度的優(yōu)化48-49
• 3.3.4 反應壓力的優(yōu)化49-50
• 3.4 HOOCPIm IEOH離子液體催化不同環(huán)氧底物環(huán)加成反應50-51
• 3.5 離子液體的循環(huán)使用性能51-52
• 3.6 反應機理52-53
• 3.7 本章小結53-54
• 第4章 金屬官能化離子液體催化合成環(huán)狀碳酸酯研究54-69
• 4.1 金屬官能化離子液體的結構及表征54-58
• 4.1.1 FT-IR紅外光譜分析54-55
• 4.1.2 核磁表征55-58
• 4.2 離子液體結構對催化活性的影響58-60
• 4.3 反應工藝條件對離子液體催化活性的影響60-64
• 4.3.1 反應催化劑用量的影響60-61
• 4.3.2 反應溫度的影響61-62
• 4.3.3 反應壓力的優(yōu)化62-63
• 4.3.4 反應時間的影響63-64
• 4.4 (Mim Breim Br-COO)_2Zn催化不同環(huán)氧底物合成環(huán)狀碳酸酯64-66
• 4.5 (Mim Breim Br-COO)_2Zn離子液體的穩(wěn)定性能考察66-67
• 4.6 反應機理67-68
• 4.7 本章小結68-69
• 第5章 多層固載型羧酸功能化離子液體催化合成環(huán)狀碳酸酯研究69-83
• 5.1 多層固載型離子液體的結構表征及負載量測定70-73
• 5.1.1 多層固載型離子液體的結構表征70-71
• 5.1.2 多層固載型離子液體的NMR表征71
• 5.1.3 多層固載型離子液體的SEM表征71-72
• 5.1.4 多層固載型離子液體固載量測定72-73
• 5.2 多層固載型離子液體的結構對其催化性能的影響73-74
• 5.3 反應工藝條件對多層固載型離子液體催化性能的影響74-78
• 5.3.1 催化劑用量的優(yōu)化74-75
• 5.3.2 反應溫度的優(yōu)化75-76
• 5.3.3 反應壓力的優(yōu)化76-77
• 5.3.4 反應時間的優(yōu)化77-78
• 5.4 多層固載型離子液體催化不同環(huán)氧底物合成環(huán)狀碳酸酯78-79
• 5.5 多層固載型離子液體重復使用性能研究79-80
• 5.6 多層固載型離子液體催化合成環(huán)狀碳酸酯反應機理研究80-81
• 5.7 小結81-83
• 結論83-85
• 參考文獻85-93
• 附錄93-105
• 致謝105-107
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文107

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