一氧化碳羰基化反应高效催化体系构建及其性能研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:piaobozaiwai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
一氧化碳(CO)是较为便宜且来源丰富的碳一资源之一,CO的羰基化反应是目前制备羰基化合物最常用的方法。其中,以过渡金属作为催化剂的羰基化反应作为化学研究的热点之一,已经得到越来越多的关注。伴随着我国化学制造产业结构调整及技术升级,具有较高原子经济性的羰基化反应必将发挥越来越重要的作用。利用CO在相对温和条件下进行羰基化合成的重要研究课题之一,就是如何构建高效催化体系。本论文围绕CO羰基化合成某些化学品的研究课题,首先综述了过渡金属及卡宾配体在羰基化反应及木质素转化中的应用,随后以过渡金属铱为催化剂活性成分,构建新型催化体系,最后研究了其在醋酸甲酯、醋酸苯酯类化合物和芳香基酰胺类化合物合成中的应用,主要结论和进展如下:(1)在无水无氧条件下,利用强碱双(三甲基硅烷)氨基钾拔去环烷基(氨基)卡宾配体中质子氢,与双(1,5-环辛二烯)氯化铱(I)二聚体配位后,首次合成了环烷基(氨基)卡宾铱(CAAC-Ir)新型催化剂,并利用核磁、高分辨质谱、元素分析以及单晶衍射等手段对该催化剂进行表征;研究了CAAC-Ir在甲醇羰基化直接制备醋酸甲酯过程中的催化性能;通过密度泛函理论(DFT)计算和相关实验对反应路径进行了研究,确定了CAAC-Ir催化甲醇羰基化反应制备醋酸甲酯的反应机理。与以往的醋酸甲酯的制备方法相比,新型催化剂能够在较温和的条件下通过甲醇羰基化直接制备醋酸甲酯,表明其具有较高的催化活性。(2)构建了以氯化铱为主催化剂和碘甲烷作为助催化剂的新型催化体系,用于以芳香基甲基醚或酚类化合物为原料高效催化制备醋酸苯酯类化合物。采用苯甲醚作为标准底物,通过优化实验,确立了羰基化制备醋酸苯酯的反应条件。底物拓展实验表明在优化的反应条件下,具有不同取代基的芳香基甲基醚以及酚类化合物均能取得较好的反应效果;通过对照实验及以往相关实验结果,提出了芳基苯甲醚或酚类化合物制备醋酸苯酯类化合物可能的反应机理。与以往方法相比,新型催化体系以CO为原料,可在较低的反应压力下直接羰基化制备醋酸苯酯类化合物,具有明显的技术优势。(3)构建了以氯化铱作为主催化剂和碘化锂作为助催化剂的催化体系,并将其应用于苯胺类化合物羰基化制备芳香基酰胺类化合物。以N-甲基苯胺作为标准底物,苯甲醚作为甲基来源,对N-甲基乙酰苯胺制备过程的反应条件进行探究。在优化反应条件下,通过底物拓展实验证明了不同结构的苯胺类化合物均能取得较好的转化效果。在此基础上,进一步探索了以不同甲基醚类化合物、木质素磺酸钙以及有机溶剂型木质素作为甲基来源制备N-甲基乙酰苯胺的转化效果,并通过对照实验,对N-甲基乙酰苯胺制备过程机理进行了解析。本催化体系与已有方法相比,无需使用酸酐或者酰氯等酰化试剂,即可通过羰基化法高效制备芳香基酰胺类化合物,这为木质素的工业转化利用提供了新的技术路线。
其他文献
不论是在染料敏化太阳能电池,还是光传感、光催化等研究领域,有机染料的结构对其性能都有极其重要的作用。理论计算是推进新型高性能材料的发现和应用的重要途径之一,通过对光催化制氢和可调谐激光器中有机染料分子关键物理参数的理论计算研究,可以指导后续性能优良有机染料分子的实验合成。通过调研,选取了在光驱动催化制氢和可调谐激光器中表现出良好性能的有机染料分子EY2-、LA3作为母体结构,修饰其基团结构,基于密
煤焦油沥青(Coal tar pitch,CTP,简称煤沥青)的性质较差,应用受限,极大地影响了煤焦油行业的发展。本文以陕北某中低温煤沥青为原料,采用热转化反应进行轻质化生产燃料油,从而提高煤沥青的附加值。考察了不同性质的CTP及反应条件的差异对热转化产物组成分布与性质的影响,通过GC-MS、FT-ICR MS等手段对液体产物的分子组成进行表征,并探究了原料及液体产物中酸性含氧化合物的热转化规律,
目前,随着化石燃料的广泛使用,环境受到严重污染。在工业生产中,由于化石燃料的不充分燃烧,产生了大量有害的细微颗粒物。为了有效控制细微颗粒物的排放、保护大气环境,本文采用气固并流式轴向移动床分离系统来尝试实现这一目标。首先设计、搭建一套气固并流式轴向移动床大型冷模实验装置,以用于实现气固分离功能。进而分别针对两种不同物理性质(颗粒粒径、空隙率)的捕集颗粒进行了无尘和含尘负荷实验。在无尘负荷条件下(“
管柱式气液分离器(Gas-liquid Cylindrical Cyclone,简称GLCC),因其物料停留时间短、分离效率高、处理量大、占地面积小、成本低、承压能力强等优点,更能适应水下苛刻条件,在深海油气开发领域逐渐取得广泛应用。本文主要介绍了壁面润湿性条件对GLCC分离性能的影响。通过设计搭建GLCC装置,并使用不同润湿性涂料改变GLCC主筒体上部空间内壁面润湿性,分析了超亲水、亲水、疏水、
在哺乳动物胚胎发育过程中,心脏是第一个出现的器官,它是循环系统的核心,对机体正常的生长发育至关重要。心肌细胞富含大量的线粒体,它们提供充足的能量从而维持心脏时时刻刻高强度的收缩。随着这些年对心脏研究的不断深入,人们逐渐认识到线粒体的功能和能量代谢在心肌细胞成熟和心脏发育中发挥着不可或缺的作用。然而,与出生后的心肌细胞相比,人们对胚胎期心肌细胞线粒体和代谢的了解仍十分匮乏。根据现有的一些相关报道,我
煤焦油加热炉是悬浮床加氢装置的组成部分。竖直U型炉管和横管跑道型炉管是煤焦油加热炉中的重要部件,煤焦油中携带的催化剂颗粒会对两种结构不同的炉管管壁造成冲蚀,煤焦油的受热不均等情况会导致炉管结焦。本文基于计算流体力学(CFD)软件,采用数值模拟方法对两种类型炉管内部的冲蚀以及传热结焦问题进行研究,对煤焦油加热炉安全运行具有重要的意义。本文利用FLUENT软件,基于Mixture-DPM双向耦合模型开
乙烯裂解炉是乙烯生产过程中的重要耗能设备。在裂解管炉的工业应用中,通过在炉管内加入扭曲片,将管内流动由平推流转为旋转流,增大了切向速度的同时加强了流体对管壁的冲刷作用,达到强化传热的目的。本文在现有扭曲片的基础上设计了不同的开口结构,采用数值模拟方法,选用RNG k-e湍流模型模拟炉管内部的流动,对比分析了不同扭曲片结构管道内的纵向涡结构、阻力系数、努塞尔数、综合传热系数及速度矢量场与温度梯度场耦
近年来,电磁学、光学领域关于超构材料、超表面的研究引起了广泛的关注。通过人工设计组成超材料的亚波长结构单元,可以使超材料在宏观上出现自然界中材料不存在的参数分布,例如各向异性的材料常数,负介电常数,负磁导率等。声波波动方程和电磁波波动方程具有一定的相似性,同样可以通过设计亚波长声学结构单元,获得具有特殊参数分布的声学超构材料,使其具有负弹性模量,负质量密度等。这种构造自然界不存在的材料参数分布的方
电作为一种可再生的清洁能源,能够高效和高选择性地驱动化学转化,反应的活性和选择性可以通过改变电极电势,优化电解液、和电极修饰等多种手段调控。电化学在有机合成中的应用,推动了高效绿色的化合物制备,获得了学术和工业界的广泛关注,具有重要的研究意义。含氮化合物广泛存在于生物医药分子中,一直是化学研究热点。此外,烯烃作为一种廉价易得的原料,在电化学反应中获得广泛应用,因此,本文首先综述了烯烃在电化学反应中
旋风分离器作为流化床反应器的核心部件,广泛应用在石油、石化等大型工业过程中。随着使用时间的延长,由于冲击磨损、制造缺陷等原因会导致旋风分离器漏气现象的发生,将会造成分离效率显著降低、压力损失明显增大等性能的变化,极大地影响工业生产。目前,无论采用实验手段还是模拟方法对旋风分离器的研究大部分只停留在正常操作状态下,而忽略了事故状态下旋风分离器的性能特性和流动特性变化情况的系统研究。本研究在基于已有的