国内外碳酸二甲酯酯交换反应催化剂研究进展

碳酸二甲酯（DMC）是一种重要的有机合成原料及中间体，DMC带有-CO、-COOCH3和CH3基团，可进行羰基化、甲基化、甲氧基化和羧甲基化反应，取代传统使用的有毒原料光气、硫酸二甲酯和甲基氯等。因此，1992年DMC在欧洲被登记为绿色无毒化学品，DMC可替代光气合成聚碳酸酯、碳酸二苯酯、异氰酸酯（TDI、MDI、HDI、IPPI）及烯丙基二甘醇碳酸酯（ADC）；也可用于合成氨基甲酸酯类农药（西维因）、苯甲醚、甲基芳胺等；此外，DMC具有高的含氧量（53．3％），可以用做汽油添加剂，能有效提高汽油的辛烷值；还具有与其它溶剂相溶性好，蒸发速度快的特点，适于在特种油漆、药物制造行业使用。因此，碳酸二甲酯是一种有广阔发展前景的化学品。     

二氧化碳转化为氨基甲酸酯的研究进展

二氧化碳(CO₂)是大气中主要的温室气体,同时也是一种丰富、无毒和可再生的碳一资源。因此,将CO₂转化为有价值的化学品对实现可持续发展具有重要意义。然而,由于CO₂的热力学稳定性和动力学惰性,其活化转化非常具有挑战性。氨基甲酸酯是一类具有生物活性的重要化合物,广泛存在于天然产物、农用化学品和医药相关分子中,同时也是重要的有机合成中间体。近年来,利用CO₂作为光气的替代品用于合成氨基甲酸酯吸引了广泛的关注。本文主要综述了CO₂和胺在不同的催化体系下合成氨基甲酸酯的最新研究进展,主要分为无过渡金属催化、过渡金属催化、电催化、光催化四种反应体系来归纳总结,并对CO₂转化为氨基甲酸酯的未来研究方向进行了展望。     

氨基甲酸酯类化合物的合成进展

作为一类重要的精细化学品,氨基甲酸酯类化合物在农药、医药及有机合成等领域有着广泛的应用。本文介绍了氨基甲酸酯类化合物的主要合成方法,重点阐述了光气及其衍生物法、羰基化法、二氧化碳法、脲类化合物醇解法、霍夫曼重排法等一系列合成途径,并对各合成方法进行了分析评价。指出硒催化硝基化合物及胺等含氮化合物与醇在一氧化碳存在下经羰基化反应来合成氨基甲酸酯类化合物的方法具有较好的发展前景。     

PdCl2-Mn(Oac)2催化苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯

碳酸二苯酯（DPC）是重要的有机碳酸酯，它可用于合成许多有机化合物，医药，农药，高分子材料等^[1]，最近日本Ashia公司与意大利Enichem公司联合开发了双酚A与DPC经熔融聚合法制备聚碳酸酯的非光气法新工艺^[2]，使得聚碳酸酯生产工艺朝“绿色化清洁生产”方向取得突破性进展，也使得DPC的合成成为研究的热点，合成DPC的方法有光气法，酯交换法及氧化羰基化法，其中，氧化羰基化法更是引人注目^[1,3]，它是用苯酚与CO，O2反应一步合成DPC的方法，具有工艺简单，原料易得等优点，且避免了使用剧毒的光气，是一条“绿色”的合成路线，但是该法又由于苯酚的不活泼性而遇到巨大挑战^[1]，因此，我们在氧化羰基化法合成碳酸二甲酯的基础上^[4]，进行了氧化羰基化合成DPC的探索性研究，以PdCl2为主催化剂，加入各种氧化还原助催化剂，Bu3NBr和脱水剂（分子筛），催化氧化羰基化苯酚合成了DPC，其中Pd-Mn催化体系的活性最高，在最佳的反应条件下，DPC的产率为7．23％，并且DPC的产率随反应体系总压的增大而增大，当压力为3．5MPa时，DPC产率为10．20％。     

CuCl_2/离子液体催化炔丙醇、仲胺与CO_2的三组分反应

以二氧化碳代替传统剧毒的光气等来合成氨基甲酸酯已成为研究的热点,然而现存的体系普遍需要高温高压等苛刻反应条件才能催化反应,并且很少有催化体系能够有效地回收和再利用.探索了将CuCl_2/离子液体(IL)用于炔丙醇、仲胺和CO_2的三组分反应合成β-羰基氨基甲酸酯.在常压、45℃的温和条件下,以较低催化当量(2%摩尔分数)的廉价易得的2价铜将多种类型的炔丙醇和仲胺通过简单的"一锅法"合成相应的目标化合物,并且循环利用3次后产率并未见明显下降.分步反应结合NMR监测的机理实验证明,炔丙醇与CO_2先生成的α-亚甲基环碳酸酯是反应的重要中间体,且醋酸型离子液体对炔丙醇和CO_2的活化具有重要作用.     

有机金配合物催化的胺羰化制氨基甲酸酯及酰胺

使用一系列有机金配合物HAuCl4、Au(PPH3)Cl、Au(PPh3)2Cl、Au(PPh3)NO3和[Au(PPh3)]2S,催化胺类化合物羰化合氨基甲酸酯和酰胺。其中,Au(PPh3)Cl在合成氨基甲酸酯的反应中催化性能最好,而在合成酰胺的反应中[Au(PPh3)]2S的催化性能最好,两者均优于Pd(PPh32)2Cl2催化剂。     

无溶剂“一锅法”催化合成氨甲酸酯基烷基萘酚衍生物

无溶剂条件下,对甲基苯磺酸亚铈可有效催化2-萘酚、醛和氨基甲酸酯三组分"一锅法"合成氨甲酸酯基烷基萘酚衍生物。考察了溶剂条件、原料配比、催化剂用量和反应温度对产率的影响。经催化剂循环研究,该催化剂重复使用3次仍保持较高活性。产物的结构通过熔点、IR、1H NMR、13C NMR、质谱和元素分析进行测定和结构表征。同时给出了该反应可能的反应机理。     

常压下电化学催化羰化直接合成异氰酸酯

近 2 0多年来 ,异氰酸酯的非光气合成方法一直受到人们的关注 [1] .采用 CO与硝基化合物羰化直接合成相应的异氰酸酯在理论上完全可行 [2 ] ,但由于异氰酸酯本身在所采用的高温、高压反应条件下很不稳定 ,实际产率很低 ,CO在醇存在下与硝基化合物催化还原羰化 [3 ,4 ] ,或与有机胺在氧气存在下催化氧化羰化 [5,6] 生成相应的化学性质较稳定的氨基甲酸酯 ,再将氨基甲酸酯通过高温热裂解生成异氰酸酯[7,8] .该反应在高温、高压下进行 ,条件较苛刻 ,因此探索在较温和的条件下实现直接合成异氰酸酯的途径是目前该领域中很具有挑战性的研究课题…     

一种胺氧化羰化制氨基甲酸酯新催化剂体系

异氰酸酯是重要的有机反应中间体 ,可用于合成聚异氰酯、聚氨酯、聚脲及用于高聚物的粘合剂、杀虫剂、除草剂等[1 ] .一些异氰酸酯在军事上也有重要用途 .目前 ,工业异氰酸酯的生产方法仍为光气法 :ＲＮＨ2 +ＣＯＣｌ2 ＲＮＣＯ + 2ＨＣｌ　　该法普遍存在设备腐蚀、环境污染等问题 ,因而由含氮有机物羰化制取氨基甲酸酯 ,再通过热裂解制取异氰酸酯的环境友好催化过程已受到世界各国的重视[1 ,2 ] .尽管由硝基化合物直接还原羰化制氨基甲酸酯 ,从减少反应步骤的角度考虑更为合理[3～7] ,但该反应存在条件苛刻、催化剂回收困难、多硝基化合物…     

新型非酯型拟除虫菊酯的合成

传统拟除虫菊酯类杀虫剂均含有一个酯基^[1,2],近年来,在保持分子整体空间结构不变的情况下,用其它功能基替换酯基,合成了非酯型的拟除虫菊酯^[3],式1所示结构的化合物具有良好的生物活性^[4],其中碳碳键或碳氧键 取代了传统拟除虫菊酯中的酯基,在主链结构上含有偕二甲基和3－苯氧基苯基,二是该结构中决定生物活性的主要基因^[5,6],在此结构的基础上已醚菊酯^[6],烃菊酯^[4]和酮菊酯^[7]等高效低毒,结构简化的除除虫菊酯类杀虫剂,而醚菊酯MTI－800已商品化,作为式1所示结构 新尝试,我们在保留2在性部分外,用环戊烯基取代直链烯烃,合成了一种非酯型的拟除虫菊酯（即1－甲基－1－苯基－1－[3-（3－苯氧基）苯基]环戊烯基－乙烷）（9）,其合成路线如式2。     

KF负载氧化物高效催化缺电子烯与胺类的共轭加成反应

提供了一种新型高效的催化缺电子烯与胺类的共扼加成的反应体系。首先合成了一系列负载型氟化钾固体碱,并用于催化上述反应。通过对不同载体选择考察,筛选出氟化钾负载氧化镁固体碱为最佳催化剂。在进一步的催化反应过程中发现,该催化剂对反应具有很高的催化活性,能催化该反应在短短数分钟内完成。操作简单方便,不需要任何溶剂,催化剂价格低廉,反应收率高,可重复使用,具有化学选择性,适用范围广泛等均为该催化体系的主要特征。     

KF改性负载铜催化剂在Heck反应上的应用

KF水溶液浸渍MgO或ZnO载体为改性载体制备了负载铜催化剂,以卤苯与丙烯酸正丁酯的反应为模型,考察了对Heck反应的催化性能。结果表明,对碘苯与丙烯酸正丁酯的Heck反应的催化性能,未改性催化剂基本没有活性,而改性后,10%Cu/5%KF/ZnO、20%Cu/10%KF/ZnO催化剂的催化转化率为100%和反式异构体的选择性为98%以上。改性催化剂10%Cu/5%KF/ZnO对于对-硝基溴苯与丙烯酸正丁酯的Heck反应的转化率为34.3%。该催化剂重复使用4次仍有较高催化活性,如20%Cu/10%KF/ZnO为65.4%。催化剂的XRD分析表明,改性剂的加入可提高催化剂表面CuO的含量而提高催化性能。     

二氧化硅负载磷钨酸铵催化苯酚氧化溴代反应

以溶胶-凝胶法制备的二氧化硅负载磷钨酸铵为催化剂,溴化钾为溴源,双氧水为氧化剂,冰醋酸为溶剂,实现了苯酚的催化氧化溴代反应。 探讨了催化剂负载量、催化剂用量和反应时间等反应参数对氧化溴代反应的影响。 结果表明,溶胶-凝胶法制备的负载磷钨酸铵仍具有典型的Keggin结构;在室温的温和条件下,该催化剂表现出较强的催化苯酚氧化溴代反应活性和较高的对溴苯酚选择性,在实验优化条件下,苯酚转化率达到95.4%,对邻比达到3.2;而且催化剂易回收,重复4次使用后,催化活性有所降低,苯酚转化率为87.4%,对邻比为1.6。     

F离子对钌基氨合成催化剂活性的影响

以MgO为载体,分别用KF,KNO3,BaF2和BaO为促进剂前驱体制备钌基氨合成催化剂,并用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和催化剂性能评价等方法考察了不同促进剂前驱体对钌基氨合成催化剂的影响．结果表明,电负性比氯大的氟的引入能提高催化剂的活性,在KF-Ru/MgO催化剂中,F与载体的O发生交换,改变了载体的结构和表面性质,从而导致金属载体相互作用情况的不同以及金属分散度的提高,因而有利于催化活性的提高．同时,当F以BaF2的形态存在时也能提高催化活性．     

KF/Al2O3催化合成2-甲基-3-(3,4-亚甲二氧基苯基)丙烯醛

缩合;催化剂;洋茉莉醛;KF/Al2O3催化合成2-甲基-3-(3;4-亚甲二氧基苯基)丙烯醛     

Studies on the Performance and Structure of Supported Catalysts for the Partial

The catalytic properties of several supported metal catalysts on different carriers were studied in the partial oxidation of methane (POM) to syngas. In our experiment, supported noble metal catalysts exhibited better performance than the other supported transition metal catalysts. The catalyst performances were significantly influenced by the d-electron configuration of the active metal components and the dispersion of active metal components on the support. A catalyst with a moderate number of unpaired electrons in the d-orbital of the active metal support without obvious acidity or redox activity (e.g. MgO) was suitable for POM performance. The Rh/SiO2 catalyst was the best in the POM reaction, among those investigated. Reaction conditions apparently also affected the POM performance of the catalyst. The conversion of methane and the selectivity for CO increased with the reaction temperature, and a high CH4/O2 ratio was not beneficial for POM performance.     

Studies on the Performance and Structure of Supported Catalysts for the Partial Oxidation of Methane to Syngas

The catalytic properties of several supported metal catalysts on different carriers were studied in the partial oxidation of methane (POM) to syngas. In our experiment, supported noble metal catalysts exhibited better performance than the other supported transition metal catalysts. The catalyst performances were significantly influenced by the d-electron configuration of the active metal components and the dispersion of active metal components on the support. A catalyst with a moderate number of unpaired electrons in the d-orbital of the active metal support without obvious acidity or redox activity (e.g. MgO) was suitable for POM performance. The Rh/SiO2 catalyst was the best in the POM reaction, among those investigated. Reaction conditions apparently also affected the POM performance of the catalyst. The conversion of methane and the selectivity for CO increased with the reaction temperature, and a high CH4/O2 ratio was not beneficial for POM performance.     

Synthesis of biodiesel over ZnO/Ca(OH)2/KF catalyst prepared by the grinding method

A novel ZnO/Ca(OH)₂/KF solid base catalyst was prepared by the grinding method and applied to biodiesel synthesis by the transesterification of soybean oil. The effect of various parameters such as KF molar amount, calcination temperature, the amount of catalyst, molar ratio of methanol to oil, reaction temperature, and time on the activity of the catalyst were investigated. The catalysts were characterized by several techniques of thermogravimetry/derivative thermogravimetry, X–ray diffraction, Hammett indicator method, and scanning electron microscopy. The analysis results indicated that the KF interacted with Ca(OH)₂ and formed KCaF₃ phase before calcination of the catalyst. The formed KCaF₃ crystal phase was the main catalytic active component for the catalyst activity. In addition, the basicity of ZnO/Ca(OH)₂/KF was greatly influenced by the different calcination temperates, and the catalyst activity was correlated closely with the basicity. A desired biodiesel yield of 97.6 % was obtained at catalyst amount of 3 %, methanol/oil of 12:1, and reaction time of 1.5 h at 65 °C.     

Effect of polyamide on selectivity of its supported Raney Ni catalyst

A newly-developed polyamide supported Raney Ni catalyst, which is suitable for use in fix-bed reactions with high selectivity, was studied in this paper. Selective hydrogenation of acetone to isopropanol was chosen as a probe reaction. It has been found that clean preparation of isopropanol could be achieved, that is to say, the two main byproducts (isopropyl ether and methyl- iso-butyl carbinol) could be eliminated with the newly-developed polyamide supported Raney Ni catalyst. The elimination of these side reactions was attributed to the adsorption effect of polyamide support and a model was proposed. The proposed model was further proved by hydroamination reaction of acetone. According to this model, catalyst support can play an important role in chemical reactions. Different products could be produced when different catalyst support is used, the main reaction and side reactions can even be reversed sometimes when the chemicals, active component of catalyst and reaction condition are the same. This model could help to improve catalytic selectivity of many Raney metal catalysts used routinely in chemical and oil refining industry, and is also useful for hydrogenation reactions in pharmaceutical and food industry.     

负载型过氧磷钨杂多化合物上正己醇催化氧化成正己酸

由正己醇合成正己酸不仅可以提高附加值,还能生产己酸类香料以及多种医药产品．利用杂多过氧磷钨季铵盐催化剂,以对环境友好的H2O2 为氧化剂催化十八醇氧化成十八酸的研究已有报道［1,2],但合成负载型相转移催化剂并用于本课题的研究还未见报道．由于过氧磷钨十八烷基季铰盐催化剂（POWP）通常只有很小的比表面积,而SiO2不仅有大的比表面积,同时它所具有的表面羟基是杂多化合物的良好载体［2],POWP负载后的催化剂（POWPS）与未负载的POWP相比,将正己醇氧化为正已酸的收率提高了10多个百分点．