【摘要】：隨著化石資源、能源的大肆消耗,生態(tài)環(huán)境迅速惡化,人類正面臨有史以來最嚴(yán)重的資源和環(huán)境危機,綠色化學(xué)成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。在精細(xì)化工行業(yè)大力推行綠色化學(xué)具有重要意義。本文從“原料綠色化”、“原子經(jīng)濟性”、“無毒害溶劑體系”等角度出發(fā)制備了幾種醫(yī)藥和涂料領(lǐng)域的重要精細(xì)化學(xué)品。一方面,首先以廉價的H_3PO_3為助還原劑,優(yōu)化了H_3PO_3/HI兩相體系催化轉(zhuǎn)化果糖制備5-甲基糠醛的工藝參數(shù);在較優(yōu)條件下,5-甲基糠醛產(chǎn)率可達(dá)到79.6%;考察了水相體系的循環(huán)利用,循環(huán)使用3次,5-甲基糠醛無明顯降低,循環(huán)使用5次,5-甲基糠醛產(chǎn)率降至66.4%;反應(yīng)體系對葡萄糖、菊粉、蔗糖、纖維素等生物質(zhì)基糖類底物也有較好的適用性。采用聚乙烯吡咯烷酮配位穩(wěn)定還原鈀膠體涂覆活性炭然后再炭化的方法制備了鈀炭催化劑,其中鈀的負(fù)載量為4.86%,鈀粒子尺寸小且均勻(3~5nm),對于5-甲基糠醛與苯胺直接還原胺化制取N-(5-甲基糠基)苯胺的反應(yīng)表現(xiàn)出很高的催化活性,可循環(huán)回收至少4次;常壓條件下,所述直接還原胺化反應(yīng)在表觀上由脫水縮合和催化加氫兩步連串進(jìn)行;在較優(yōu)的加壓條件下,N-(5-甲基糠基)苯胺的產(chǎn)率可達(dá)到99%以上;研究發(fā)現(xiàn),反應(yīng)體系對苯環(huán)上不同空間位阻和電子效應(yīng)取代基取代的苯胺衍生物大多具有較好的普適性。取果糖“一鍋”轉(zhuǎn)化制備5-甲基糠醛反應(yīng)的上層有機相,經(jīng)簡單純化處理后,以所得含5-甲基糠醛的甲苯溶液與苯胺在加壓條件下進(jìn)行還原胺化反應(yīng),最終實現(xiàn)從“原料綠色化”的生物質(zhì)糖類兩步轉(zhuǎn)化合成N-(5-甲基糠基)苯胺。論文還探討了H_3PO_3/HI水相—甲苯體系協(xié)同作用下果糖轉(zhuǎn)化制備5-甲基糠醛的反應(yīng)路徑及鈀炭催化5-甲基糠醛直接還原胺化的反應(yīng)機理。另一方面,嘗試在“無溶劑體系”中,以傳統(tǒng)的Speier’s催化劑催化“原子經(jīng)濟性”的硅氫加成反應(yīng)得到1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷改性甲基丙烯酸烯丙酯,并將其用于水性自消光苯丙乳液的制備。結(jié)果表明,在無溶劑條件下,加入阻聚劑2,6-二叔丁基對甲酚和Speier’s催化劑,以七甲基三硅氧烷硅氫加成改性甲基丙烯酸烯丙酯,制備得到了含C=C鍵的有機硅功能單體,且在較優(yōu)條件下,七甲基三硅氧烷與甲基丙烯酸烯丙酯的轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到88%、92%;在實驗條件下,添加七甲基三硅氧烷改性甲基丙烯酸烯丙酯后,涂膜表面光澤度可降低71%,而水接觸角提高63%,表現(xiàn)出較好的啞光效果和一定的耐水擦洗性,這與有機硅鏈段向空氣界面遷移并富集的行為有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ06
【圖文】：

第 1 章 緒論第1章 緒論1.1 引言目前人類正面臨有史以來最嚴(yán)峻的資源和環(huán)境危機，大量排放的工農(nóng)業(yè)污染物和生活廢棄物使人類福禍相依的地球生態(tài)系統(tǒng)遭受到嚴(yán)重的破壞，我們在享受高水平物質(zhì)生活的同時，也時刻面對著充斥有大量溫室氣體和各種毒害物質(zhì)的嚴(yán)峻生存環(huán)境[1-5]，如圖 1.1。迫于現(xiàn)階段資源、能源吃緊，以及氣候變化和環(huán)境污染的壓力，為維護人類唯一生存空間的環(huán)境質(zhì)量，綠色化學(xué)應(yīng)運而生，成為可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，并被認(rèn)為是 21 世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重要方向之一[6-10]。

綠色化學(xué)是 20 世紀(jì) 90 年代出現(xiàn)的一個多學(xué)科交叉的新研究領(lǐng)域，已成為當(dāng)今國際化學(xué)化工研究的前沿，是 21 世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重要方向之一[41]。綠色化學(xué)可以詮釋為環(huán)境友好化學(xué)，旨在從源頭上消除污染，最大限度地從合理利用資源、生態(tài)平衡、環(huán)境保護等方面滿足人類可持續(xù)發(fā)展的需求，實現(xiàn)人和自然的協(xié)調(diào)與和諧[42]。綠色精細(xì)化工指的是對環(huán)境無公害的低污染或者無污染精細(xì)化學(xué)品工業(yè)，故又可以成為清潔精細(xì)化工或環(huán)境友好精細(xì)化工[43]。綠色化學(xué)要求精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)過程不產(chǎn)生廢棄物，對人類和環(huán)境更安全，不再走先生產(chǎn)后治理的舊模式[35]。精細(xì)化學(xué)品及其生產(chǎn)設(shè)計應(yīng)遵循全世界公認(rèn)和接受的綠色化學(xué)十二原則[44]。為了使化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)綠色化學(xué)目標(biāo)，當(dāng)今國內(nèi)外研究開發(fā)工作主要包括圖 1.2 所涉及的內(nèi)容，即化合物合成盡可能采用原子經(jīng)濟性或綠色化學(xué)反應(yīng)，研究使用無毒、無害或可再生資源原料，化工過程中采用無溶劑或綠色溶劑（如水等）以及催化技術(shù)、生化技術(shù)和超臨界流體等綠色化工技術(shù)，最終制備出符合綠色化要求的產(chǎn)品[32]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2715217