超高效聚合物凝胶色谱法快速研究酸催化木质素解聚产物

该文以温和酸催化条件下的木质素磺酸盐解聚产物为研究对象，建立系统分离和分析测试木质素磺酸盐解聚后获得的低分子酚类产物的方法。选用4根油溶性的ACQUITY APC XT小孔径刚性填料色谱柱串联，在高分辨紫外检测器条件下，采用超高效凝胶渗透色谱（APC）对解聚产物实现了高效分离，获得了高灵敏度的木质素基酚类产物的相对分子质量及其分布色谱信息。探讨了反应温度、时间和催化剂浓度等对酸催化木质素磺酸盐解聚行为的影响，结果表明，对于木酚比（木质素：苯酚）为25%（质量分数）的木质素磺酸盐解聚体系，在催化剂和木质素物质的量比为2.334、130℃酸催化反应60 min时，获得了解聚效率高达80%以上的木质素基酚类产物，解聚获得的产物相对峰高分子质量（M_p）组成均分布在720、490和260 Da 3个低聚物区间，均具有很窄的分子质量分布指数（接近1）。由此可以初步推断，木质素磺酸盐在该研究采用的温和酸催化条件下，催化反应机理不受反应时间、温度以及催化剂浓度的影响，具有特定的解聚途径。     

Ni/SiO_2-Al_2O_3固体酸催化剂催化氢解碱木质素制备芳香类化合物

以具有弱酸中心和中强酸中心的无定形硅铝为载体,负载Ni基催化剂,对碱木质素进行解聚制备了芳香类化合物.考察了Ni负载量、反应温度和反应时间对碱木质素氢解产物生成及分布的影响.对解聚产物进行气相色谱(GC)、气相色谱-质谱(GC-MS)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析,探讨了氢解反应过程.研究结果表明,催化剂的酸性是促进木质素解聚生成芳烃类产物的主要因素,且随着催化剂酸量的增加,芳烃类产物的收率呈上升趋势.以15%Ni/SiO_2-Al_2O_3为催化剂氢解木质素时,随着反应温度升高,芳香类化合物收率先增加后降低,在反应温度为300℃时最优,芳烃类产物收率为9.05%,芳香类化合物总收率为22.53%.随着反应时间的延长,芳香烃类产物收率先增加,后趋于稳定,酚类化合物收率逐渐提高,反应12 h时,芳香类化合物收率最高为26.54%.     

无定形硅铝改性TiO2负载Ru催化加氢解聚二苯醚的研究（英文）

采用蒸汽辅助法合成了无定形硅铝（ASA）-TiO₂复合载体，并在此基础上制备了双功能催化剂Ru₅/ASA-TiO₂。利用X-射线衍射（XRD）、吡啶吸附红外（Py-FTIR）、氨-程序升温脱附（NH3-TPD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）等手段对所制备催化剂的结构和酸性进行了详细表征。以二苯醚为褐煤模型化合物，在温和条件下考察了催化剂Ru₅/ASA-TiO₂加氢解聚4–O–5类型醚键的反应活性，二苯醚的转化率高于98%，苯收率为67.1%。弱Br?nsted酸和/或Lewis酸而非强Br?nsted酸是提高二苯醚的加氢解聚转化率和苯收率的主要因素，并且反应温度能够影响各类型酸的相对含量从而显著影响二苯醚加氢解聚产物的选择性。     

HDAC6选择性抑制剂WT161的合成工艺优化

本文报道了一条新的合成HDAC6选择性抑制剂WT161的路线。以辛二酸单甲酯为起始原料,经缩合、取代、还原、脱水共四步反应得到HDAC6选择性抑制剂WT161,总收率64.8%,目标产物结构均经过~1HNMR、~(13)CNMR和HRMS等确证。优化后的工艺路线原料成本低、反应条件温和、反应后处理更简单、产物收率更高,比较适合较大规模制备。     

双齿氮配体钯配合物催化的羰化反应研究

研究了双齿氮配体钯（II）配合物催化剂（1-3）在对邻溴碘苯与胺的羰化合成酰胺反应以及炔烃的氧化羰化制备炔酸酯反应中的催化性能,考察了不同条件下催化剂的催化活性并对其反应产物进行了表征.研究结果表明该催化剂在酰胺化合成氮取代邻苯二甲酰亚胺的反应中表现出了较好的催化活性和选择性,分离收率和选择性高达88%和85%;在芳基...     

碱解聚对玉米秸秆的影响

以玉米秸秆为研究对象,氢氧化钠为解聚剂,研究了碱解聚前后玉米秸秆组份、表面形态、化学官能团和纤维结晶度的变化。结果表明:玉米秸秆中木质素的主要组成单体是H-木质素,解聚液中的酚类物质有4-羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛、对香豆酸和阿魏酸。玉米秸秆经碱解聚,表面形态变得疏松而多孔,红外光谱下木质素的特征吸收峰消失,85%的木质素和52%的半纤维素被脱除,而纤维素的相对含量增加,结晶度增大。说明碱解聚有利于后续酶解和(或)其它生化方法的实施,以实现秸秆纤维的高值转化。     

电催化氧化木质素解聚:温和高效的生物质增值策略（英文）

木质素是一种天然可再生芳香族聚合物,通过催化反应过程可实现其解聚制备芳香族化学品,其高附加值转化对实现生物燃料、精细化学品和大宗化学品的绿色生产具有重要意义.其中,电催化氧化解聚为木质素的高值化利用提供了一种高效节能途径.凭借电催化过程中电位或电流易于调节的特性,可实现产物的选择性和反应物转化率的有效调控.但实现木质素的可控降解,首先需对其解聚机理充分了解掌握.其中,由催化剂、电解质和催化反应池等组成的电催化系统均需合理设计.本文以木质素解聚过程中C—C键和C—O键的断裂机理为基础,综合评述了近年来木质素及其模型化合物在电催化氧化制备芳香族单体过程中不同的断键机制,总结了自由基中间体在C—O和C—C键的高选择性断裂中发挥的决定作用.最后,展望了电催化木质素解聚的发展前景以及面临的挑战.     

4,5-二甲基-2-三甲基硅基噻吩-3-甲酰胺衍生物的合成新方法

设计了4,5-二甲基-2-三甲基硅基噻吩-3-甲酰胺衍生物的合成新方法,该方法以相对廉价易得的3-巯基-2-丁酮和丙炔酸甲酯为原料,通过丙炔酸甲酯的硅烷化、噻吩环化、选择性水解及胺化等过程,合成了目的产物;同时对丙炔酸甲酯的硅烷化、噻吩环化、选择性水解等步骤所涉及的反应促进剂进行了筛选和探索.所设计方法具有原料易得、反应条件温合易控、中间体易于纯化、单步收率高等特征,具有潜在工业开发价值.     

木质素降解模型化合物愈创木酚及苯酚原位加氢制备环己醇

以Raney Ni为催化剂,研究了甲醇水相重整制氢与木质素降解模型化合物愈创木酚／苯酚加氢的耦合反应.考察了反应前冷压、反应温度、反应时间、物料配比等条件对木质素降解模型化合物原位加氢反应性能的影响,并对影响机制进行了讨论.结果表明,在反应温度为220 ℃、反应前冷压0 MPa(表压)、物料比水／甲醇／模型化合物为20∶5∶0.8的条件下,反应7 h后愈创木酚转化率与环己醇选择性分别达99.00％和93.74％,反应12 h后苯酚的转化率与环己醇选择性分别达90.50％和99.29％.采用原位加氢反应,木质素降解的酚类模型化合物转化率和选择性明显优于外部供氢反应的转化率和选择性,同时,避免了外部供氢反应存在的氢气制备、储存、传输及加氢条件苛刻等问题,为木质素解聚产物制备化工品提供了新思路与实验基础.     

金属氧化物改性的HZSM-5催化热解木质素定向制备对二甲苯（英文）

对二甲苯是石化行业中一种重要的大宗化学品,而且生物质基对二甲苯的制备在学术和工业领域都具有重要意义.对木质素和甲醇在不同金属氧化物改性的HZSM-5催化剂作用下共催化热解一步法制备可再生的对二甲苯的过程进行了研究.研究结果表明,在HZSM-5催化剂中引入La,Mg,Ce和Zn元素可以调节催化剂的酸强度和强酸性位点,进而促进轻芳烃(如苯和甲苯)烷基化形成对二甲苯以及间/邻二甲苯向对二甲苯的异构化.木质素和甲醇的共催化热解显著地提高了对二甲苯的产率.在20%La_2O_3/HZSM-5催化剂作用下,木质素与33 wt%甲醇共催化热解获得的对二甲苯的最高收率为13.9%,对二甲苯/二甲苯比率为82.7%.并且基于产物的分析以及催化剂的表征,提出了由木质素制备对二甲苯的可能反应途径.     

不同提纯方法对竹木质素结构特性的影响分析

应用UV、FT-IR、GPC和GC-MS研究了不同制备方法提纯的慈竹磨木木质素(milledwoodlignin,MWL)的结构特性,结果表明慈竹木质素属于愈疮木醇-芥子醇-对香豆醇(GSH)型木质素,竹木质素侧链含有少量的α-β碳碳双键,慈竹中含有数量相当多的紫丁香基结构单元,且紫丁香基结构单元的含量高于愈疮木基结构单元的含量;慈竹木质素含有酯键,主要是对-香豆酸的羧基与酚羟基发生酯化反应生成的.经超声波辅助碱抽提的木质素相对分子质量分布比较均匀,乙醇抽提可以增加木质素的重均分子质量.慈竹木质素的紫丁香基单元(S-unit)存在大量的β-O-4的联接,竹木质素中松柏醇和松柏醛以及香豆醛和香豆酸的含量很少,木质素H单元的侧链γ-碳存在少量醚键联接,愈疮木基单元(G-unit)和S单元的侧链γ-碳不存在醚键联接.     

乙炔和三乙氧基硅烷的硅氢加成反应研究

制备了氯铂酸-异丙醇、氯铂酸-聚甲基乙烯基硅氧烷和氯铂酸-三苯基膦三种催化剂,评价了它们在乙炔与三乙氧基硅烷的硅氢加成反应中的催化活性及选择性;并考察了反应温度、乙炔流量、氯铂酸-聚甲基乙烯基硅氧烷与三乙氧基硅烷摩尔比、PPh3/H2PtCl6摩尔比等因素对产物收率的影响.结果表明,氯铂酸-聚甲基乙烯基硅氧烷对该反应表现出较高的催化活性,在催化剂与三乙氧基硅烷摩尔比为1.2×10-4∶1,T=80℃,乙炔流量=120 mL/min的条件下反应,产物乙烯基三乙氧基硅烷的选择性为100%,收率可达97.5%.     

无水稀土氯化物催化丁二烯和顺丁烯二酸酐的Diels—Alder反应

稀土化合物在有机合成中特别是在Diels-Alder反应中的应用是近年来稀土化学中最引人注目的研究课题之一。对于某些难进行的Diels-Alder反应,使用Lewis酸作催化剂可缓和反应条件,提高产物收率,改善产物选择性。其中,含稀土离子的Lewis酸在某些反应中显示了比其它Lewis酸更高的催化活性和产物具有更高的选择性。本文报道以丁二烯和顺丁烯二酸酐为原料,用7种简便易得的稀土氯化物催化这一Dies-Alder反应的结果。     

生物柴油的催化改性对其冷滤点的影响

利用HZSM-5型分子筛作为催化剂,在250℃～350℃、0.01MPa～0.04MPa的条件下,对生物柴油的主要组分油酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬酯酸甲酯、亚油酸甲酯、月桂酸甲酯进行催化改性,以达到降低生物柴油冷滤点（CFPP）的目的。实验研究了反应温度和反应真空度对各脂肪酸甲酯产物的冷滤点、结炭率、碘值的影响,以该实验数据为依据,将动物油经过酯交换制备的生物柴油（AFE）进行催化改性。结果表明,在300℃~350℃,对饱和脂肪酸甲酯改性有很好的降凝效果,产物碘值升高;油酸甲酯通过改性,也取得了很好的降凝效果,产物碘值下降,在该反应条件下改性饱和脂肪酸甲酯和油酸甲酯催化剂的结炭率保持在5%以下;而亚油酸甲酯仅在350℃时改性才有降凝效果,且结炭率在10%以上。生物柴油（AFE）催化改性达到最佳降凝效果的条件为300℃~325℃,0.01MPa,改性后的的酸值小于0.6mg/g,冷滤点下降了19℃,碘值（I.V）为44.32g/100g,运动黏度（μ_t）为4.397mm²/s,并且催化剂结炭率保持在5%以下。     

无溶剂条件下脯氨酸甲酯催化syn选择性羟醛缩合反应

详细研究了无溶剂条件下L-脯氨酸甲酯催化环戊酮与一系列醛间的直接羟醛缩合反应,结果表明:对于环戊酮与醛的羟醛缩合反应,脯氨酸甲酯是一种高效的催化剂,在优化条件下,反应能给出非常好的收率和syn非对映选择性(可达100%).     

酸催化三聚甲醛与甲酸甲酯偶联反应过程的分析

以硫酸为催化剂,研究了三聚甲醛与甲酸甲酯偶联合成乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯的反应中,催化剂浓度、原料配比、反应温度、反应时间等条件对反应过程的影响,通过对产物收率和系统压力变化的分析,并结合与其它不同酸强度催化剂的对比,得到甲醛的活化是偶联反应的速率控制步骤,催化剂的酸强度决定其对甲醛的活化能力,是影响偶联反应的主要因素.     

L-酪氨酸甲酯消旋及Alcalase 2.4L催化对映选择性水解制备D-酪氨酸

提出了一个5-硝基水杨醛催化L-酪氨酸甲酯消旋化的新方法并推测了L-酪氨酸甲酯的消旋机理.在乙腈/磷酸盐缓冲液(pH 7.5)中,5-硝基水杨醛催化L-酪氨酸甲酯消旋为DL-酪氨酸甲酯,消旋率100%,消旋收率93%.优化了Alcalase 2.4L催化DL-酪氨酸甲酯对映选择性水解的反应条件.30℃下,在叔丁醇/磷酸盐缓冲液(pH 7.5)中,Alcalase 2.4L催化DL-酪氨酸甲酯对映选择性水解为L-酪氨酸和D-酪氨酸甲酯.在酶催化水解过程中,L-酪氨酸形成沉淀,容易通过简单的过滤进行分离.D-酪氨酸甲酯在碱性条件下水解为D-酪氨酸,收率91%,ee97%.     

通过氰基亚胺与香豆灵酸甲酯的1,3-偶极环加成反应合成二氢吡喃并吡唑酮（英文）

室温条件下,氰基亚胺与香豆灵酸甲酯或吡喃酮的[3+2]环加成反应可高效地进行,以较高至优秀的产率和优秀的非对映选择性生成二氢吡喃并吡唑酮衍生物.     

催化一步转化木质素单体为苯酚:建立木质素到高附加值化学品的通道（英文）

木质素是地球上产量最大的芳香类有机高分子,其有效转化利用在近年来备受关注.催化降解木质素制备酚类单体在过去十年取得了长足进步,目前已开发出氢解、水解、热解、氧化、光解等一系列方法.通过加氢脱氧法可以将木质素的降解产物转化为烃类燃料,但该过程耗氢量大,并且芳香环在加氢气氛下被破坏.另一个可能的应用是将木质素衍生物进一步转化为高附加值的芳香族化合物,但解聚产物成分复杂,成为木质素高效转化为单一高附加值化学品的瓶颈.在加氢条件下,木质素解聚产物主要为酚类混合物,多在羟基临位带有一至两个甲氧基,并在对位带有C2或C3的取代基(多为烷基).针对这一结构特点,我们设计了新反应路径,通过分别去除甲氧基和烷基得到苯酚.该过程保留了苯酚的基本结构而将其他取代基去除,原理上可以有效的将木质素降解的混合物转化为单一产物苯酚.通过催化剂的筛选和优化,Pt/C催化剂对脱甲氧基显示出最好的活性和选择性,在400°C,常压下脱除效率80%.在流动气氛下连续工作4 h,Pt/C催化剂无失活迹象.H-ZSM-5为最有效的脱烷基催化剂,最优效率83%左右.H-ZSM-5在反应过程中逐渐失活.通过热重差热及红外光谱分析,失活主要原因为积碳.在400°C空气中煅烧后,催化剂可以再生.通过简单的物理混合,Pt/C和H-ZSM-5一步将木质素单体转化为60%的苯酚,显示了该方法直接转化木质素到高附加值苯酚的巨大潜力.这是同时将木质素中甲氧基、烷基选择性脱除的首例报道.经过估算,从原生木质素出发,通过加氢解聚,耦合本文开发的一步脱甲氧基、烷基路径,可将木质素转化为约25%的苯酚.木质素中的甲氧基、烷基将分别转化为甲醇和烯烃,提高了木质素碳资源的利用效率.     

木质素在不同Ru/Nb基催化剂上解聚和脱氧加氢制芳烃化合物

木质素高效转化为芳烃是木质素利用的一个非常重要的过程,一般通过解聚和脱氧加氢反应来实现.我们曾发现NbOx物种在木质素及其模型化合物的C–O键活化和断裂的过程中发挥了至关重要的作用.本文分别选择两种商业的铌基材料(HY-340和NbPO-CBMM)和实验室自制的具有层状结构的氧化铌材料(Nb_2O_5-Layer)为载体,制备了负载型Ru催化剂,将其用于木质素及其模型化合物的催化转化.同时,为了尽量避免Ru与铌基载体相互作用的影响,制备了较为均匀的Ru纳米胶粒并吸附于铌基载体上,得到Ru@铌基催化剂,并用于木质素模型化合物—对甲酚的催化转化反应中.研究表明,木质素在所有的Ru/铌基催化剂上都可以得到比较高的C7–C9碳氢化合物的收率.其中,在Ru/Nb_2O_5-Layer催化剂上C_7–C_9碳氢化合物的摩尔收率为99.1%,选择性为88.0%.采用X射线衍射、N_2吸附-脱附、热重分析、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)以及CO化学吸附等技术表征了Ru/铌基催化剂的性能与铌基材料的性质、金属Ru颗粒大小及其表面电子状态之间的关系.Py-FTIR结果表明, Nb_2O_5-Layer材料上几乎没有Br?nsted酸,但含有最多的Lewis酸,而NbPO-CBMM上的Lewis酸量最低.结合催化性能数据发现,单体产物收率与铌基载体的Lewis量成正相关关系,其中以Ru/Nb_2O_5-Layer催化剂上最高.CO化学吸附和XPS结果表明,不同的铌基载体负载的金属Ru的分散度和电子状态都有差异.在Ru/Nb_2O_5-Layer上Ru的分散度最好,颗粒尺寸最小,木质素转化得到的芳烃选择性最好;在Ru/HY-340和Ru/NbPO-CBMM上,虽然Ru的分散度相近,但其表面电子状态不同, Ru/HY-340上的金属态Ru带有更多的正电荷δ+,其得到芳烃的选择性高于Ru/Nb PO-CBMM.由此可见, Ru的颗粒尺寸和表面电子状态会影响芳烃选择性.对甲酚催化转化反应结果表明, Ru颗粒大小相同时,铌基载体性质会影响对甲酚转化率;而同一铌基载体上, Ru颗粒大小则影响芳烃选择性,较小的Ru颗粒有利于芳烃的生成.