生物基呋喃環(huán)聚合單體合成及聚合反應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-30 02:51
隨著環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重和傳統(tǒng)石化原料的快速消耗,開發(fā)可再生的和環(huán)境友好的資源變得越來越緊迫。生物質(zhì)原料可以從農(nóng)業(yè)廢棄物和能源作物中獲得,它在世界范圍內(nèi)分布廣泛且種類多。因此,生物質(zhì)資源被認(rèn)為是唯一可再生并且具有廣泛應(yīng)用前景的有機(jī)碳資源,將會(huì)成為制備有機(jī)化學(xué)品和高分子材料的重要原料。生物質(zhì)資源是和人類生產(chǎn)生活最接近、最匹配的能源,其來自自然、回歸自然,實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)化及綠色可循環(huán)利用,對(duì)世界經(jīng)濟(jì)、能源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展起著關(guān)鍵性的作用。5-羥甲基糠醛和糠醛是重要的生物質(zhì)平臺(tái)分子,5-羥甲基糠醛和糠醛及其衍生物通過氧化、還原、胺化等可以合成不同結(jié)構(gòu)的生物基呋喃環(huán)聚合物單體。5-羥甲基糠醛和糠醛通過氧化和結(jié)構(gòu)修飾還能轉(zhuǎn)化為多取代的呋喃羧酸衍生物。將這類化合物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為高附加值的精細(xì)化學(xué)品,將極大的提高生物質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化率和利用率,為生物質(zhì)原料的下游應(yīng)用開辟新的途徑。生物基呋喃環(huán)聚酰胺纖維具有剛性強(qiáng)、耐腐蝕、耐高溫、殺菌、可降解、可加工性強(qiáng)等功能,在包裝材料、紡織材料、人體組織修復(fù)材料、工程塑料等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。但現(xiàn)有產(chǎn)品面臨品種不足,產(chǎn)品性能不全面,缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)等挑戰(zhàn),嚴(yán)重制約...
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:130 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.2催化劑比例的影響??反應(yīng)條件:0.5mmolHMF,Pd/C催化劑,硝酸鉍和硝酸鈷作添加劑,20mol%K2CO3堿添加??°
第二章PdCoBi/C常壓催化氧化HMF制備DMFDCA和FDCA??■■"?…"Conversion?of?HMF?■?..?Yield?of?HMMF??lYield?of?FMF?-r-Yield?of?DMFDCA??100-??vf=??V?/??5?:A^=:??0?10?20?30?40?50?60?70?80?90?100?110??Amount?of?base?/(mol%)??圖2.4堿用量的影響??反應(yīng)條件:0.5?mmol?HMF,?5?mol%?Pd/C催化劑,5?mol%硝酸鉍和5?mol%硝酸鈷,K2C03??作堿添加劑,2?mL?MeOH作溶劑,0.1?MPa?02壓力,反應(yīng)14?h,反應(yīng)溫度60?°C,反應(yīng)收率采??用HPLC分析,苯甲酸乙酯作內(nèi)標(biāo)物。HMMF:?5-輕甲基呋喃-2-甲酸甲酯;FMF:?5-酸基呋??喃-2-甲酸甲酯。DMFDCA:?2,?5-呋喃二甲酸二甲酯。??2.3.5反應(yīng)時(shí)間的影響??實(shí)驗(yàn)考察了反應(yīng)時(shí)間的影響(圖2.5)。反應(yīng)1小時(shí)后,5-HMF的轉(zhuǎn)化率約??為80%,主要產(chǎn)品為HMMF和DMFDCA,二者選擇性分別為54%和25%,而??只有少量的FMF生成。這表明HMF的醛基在反應(yīng)初期更容易被氧化,這可能??是由于在甲醇存在下醛基形成縮醛。在文獻(xiàn)中己經(jīng)報(bào)道,芐基上的半縮醛比醛基??更容易被氧化以獲得酯化產(chǎn)物[26]。這可能是沒有檢測到更多FMF產(chǎn)品的原因,??它還表明醛基的氧化酯化是一個(gè)快速的步驟。DMFDCA的較低產(chǎn)率也表明醛基??不容易在催化體系中直接被氧化而獲得羧基產(chǎn)物。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長,5-HMF??逐漸轉(zhuǎn)化完畢,中間體HMMF的收率逐漸降
圖2.5時(shí)間的影響??63??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Significantly improved oxidation of bio-based furans into furan carboxylic acids using substrate-adapted whole cells[J]. Mao Wen,Xue-Ying Zhang,Min-Hua Zong,Ning Li. Journal of Energy Chemistry. 2020(02)
[2]水性丙烯酸涂料的制備及性能研究[J]. 張博曉,張培,劉瑞清,裴勇. 膠體與聚合物. 2019(04)
[3]超聲波輻射下糠醛合成糠醇和糠酸[J]. 黃麗娟,李敬芬. 黑龍江科技信息. 2011(25)
[4]生物質(zhì)能源發(fā)展及海洋生物質(zhì)能源展望[J]. 趙中華,石磊,劉珊珊. 科學(xué)與管理. 2008(04)
[5]合成3,4-二取代呋喃-2,5-二甲酸的簡便方法[J]. 李偉杰,陸豫. 化學(xué)試劑. 2006(05)
[6]歐盟可再生能源現(xiàn)狀、未來發(fā)展與挑戰(zhàn)[J]. Kostantions D Patlitzianas,Argyris G Kagiannas,John Psarras,吳君棋. 能源工程. 2003(05)
[7]新的糠酸工業(yè)合成法的研究[J]. 魏緹志,趙春祿,李躍龍,張靚華,閻維富. 山西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1985(03)
本文編號(hào):2946837
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:130 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.2催化劑比例的影響??反應(yīng)條件:0.5mmolHMF,Pd/C催化劑,硝酸鉍和硝酸鈷作添加劑,20mol%K2CO3堿添加??°
第二章PdCoBi/C常壓催化氧化HMF制備DMFDCA和FDCA??■■"?…"Conversion?of?HMF?■?..?Yield?of?HMMF??lYield?of?FMF?-r-Yield?of?DMFDCA??100-??vf=??V?/??5?:A^=:??0?10?20?30?40?50?60?70?80?90?100?110??Amount?of?base?/(mol%)??圖2.4堿用量的影響??反應(yīng)條件:0.5?mmol?HMF,?5?mol%?Pd/C催化劑,5?mol%硝酸鉍和5?mol%硝酸鈷,K2C03??作堿添加劑,2?mL?MeOH作溶劑,0.1?MPa?02壓力,反應(yīng)14?h,反應(yīng)溫度60?°C,反應(yīng)收率采??用HPLC分析,苯甲酸乙酯作內(nèi)標(biāo)物。HMMF:?5-輕甲基呋喃-2-甲酸甲酯;FMF:?5-酸基呋??喃-2-甲酸甲酯。DMFDCA:?2,?5-呋喃二甲酸二甲酯。??2.3.5反應(yīng)時(shí)間的影響??實(shí)驗(yàn)考察了反應(yīng)時(shí)間的影響(圖2.5)。反應(yīng)1小時(shí)后,5-HMF的轉(zhuǎn)化率約??為80%,主要產(chǎn)品為HMMF和DMFDCA,二者選擇性分別為54%和25%,而??只有少量的FMF生成。這表明HMF的醛基在反應(yīng)初期更容易被氧化,這可能??是由于在甲醇存在下醛基形成縮醛。在文獻(xiàn)中己經(jīng)報(bào)道,芐基上的半縮醛比醛基??更容易被氧化以獲得酯化產(chǎn)物[26]。這可能是沒有檢測到更多FMF產(chǎn)品的原因,??它還表明醛基的氧化酯化是一個(gè)快速的步驟。DMFDCA的較低產(chǎn)率也表明醛基??不容易在催化體系中直接被氧化而獲得羧基產(chǎn)物。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長,5-HMF??逐漸轉(zhuǎn)化完畢,中間體HMMF的收率逐漸降
圖2.5時(shí)間的影響??63??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Significantly improved oxidation of bio-based furans into furan carboxylic acids using substrate-adapted whole cells[J]. Mao Wen,Xue-Ying Zhang,Min-Hua Zong,Ning Li. Journal of Energy Chemistry. 2020(02)
[2]水性丙烯酸涂料的制備及性能研究[J]. 張博曉,張培,劉瑞清,裴勇. 膠體與聚合物. 2019(04)
[3]超聲波輻射下糠醛合成糠醇和糠酸[J]. 黃麗娟,李敬芬. 黑龍江科技信息. 2011(25)
[4]生物質(zhì)能源發(fā)展及海洋生物質(zhì)能源展望[J]. 趙中華,石磊,劉珊珊. 科學(xué)與管理. 2008(04)
[5]合成3,4-二取代呋喃-2,5-二甲酸的簡便方法[J]. 李偉杰,陸豫. 化學(xué)試劑. 2006(05)
[6]歐盟可再生能源現(xiàn)狀、未來發(fā)展與挑戰(zhàn)[J]. Kostantions D Patlitzianas,Argyris G Kagiannas,John Psarras,吳君棋. 能源工程. 2003(05)
[7]新的糠酸工業(yè)合成法的研究[J]. 魏緹志,趙春祿,李躍龍,張靚華,閻維富. 山西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1985(03)
本文編號(hào):2946837
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