聚乳酸合成催化体系:机遇与挑战

随着国家减塑令的发布,开发聚乳酸(PLA)等生物可降解材料逐渐成为热门话题.对合成聚乳酸的不同方法进行了讨论.丙交酯开环聚合法已成为获得高分子量聚乳酸的最常用方法.因此,重点介绍了用于丙交酯开环聚合的催化剂设计,并阐述了聚合的机理,希望能为设计开发低毒性、高选择性的催化体系指明方向.     

单晶菱形CeOHCO3片状物的制备及其向CeO2的热转换

以硝酸铈铵和尿素为反应物,γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为助剂,通过沉淀反应制得了单晶菱形CeOHCO3片状物。然后将CeOHCO3在600℃空气气氛中灼烧获得了菱形CeO2。通过XRD和SEM对反应物中是否含有KH550助剂所得的产物进行了分析,结果发现只有含有KH550才能获得菱形CeOHCO3片状物,并且在灼烧过程中产物的形貌仍保持菱形。然后采用TEM对菱形CeOHCO3和CeO2进行了表征,结果发现CeOHCO3为单晶产物而灼烧后所得的CeO2为多晶产物。     

有机硒催化的最新进展

有机硒催化是有机硒化学的前沿研究领域之一。有机硒催化的氧化反应普遍使用清洁的过氧化氢作氧化剂,可用于开发绿色合成新工艺。除此之外,对有机硒催化反应的研究还能够发现新的化学反应,从而为有机合成提供新工具。对这一领域近3年来的进展,作了简要的介绍。     

聚缩醛药物载体的合成表征及其降解动力学的NMR研究

在对甲苯磺酸催化下, 将聚乙二醇2000(PEG2000)和氨基保护的丝胺醇与三甘醇二乙烯基醚三元共聚, 再脱去丝胺醇的氨基保护基团, 合成了4种氨基含量不同的聚缩醛PA1, PA2, PA3和PA4, 用1H NMR表征了其结构. 同时, 利用1H NMR监测了聚缩醛PA3在pH值为7.4, 6.5和5.7的磷酸缓冲液及pH值为4.7, 4.1和3.8的醋酸缓冲液中的降解行为. 结果表明, PA3在酸性缓冲液介质中的降解反应符合一级反应动力学方程, 且随着介质pH值的减小降解速率常数增大, 降解半衰期减小.     

丙烯腈催化二聚反应的研究进展

丙烯腈是廉价易得的化工原料.丙烯腈的线性二聚可以构建己(烯)二腈分子骨架,经过进一步的加氢还原可制备己二胺.己二胺是重要的工业中间体,有着广泛的用途和广阔的市场,主要用于合成尼龙66.因此,丙烯腈的线性二聚是非常重要的有机化学反应.与已经实现工业化的电解法相比,催化二聚有着能耗低、装置要求低等优点.除此之外,丙烯腈催化二聚还可能生成非线性聚合产物2-亚甲基戊二腈.它是生产广谱抗菌剂溴菌腈的重要中间体.溴菌腈的市场需求量虽然不如尼龙66巨大,但也是重要的化工产品之一.然而,在丙烯腈的催化二聚领域,至今未有系统性的综述报导.对丙烯腈催化二聚反应的研究进展进行整理与系统性地阐述,按照催化剂种类,主要分为钌催化、其它金属催化以及膦催化二聚等三部分,供国内相关领域技术人员参考.     

过渡金属催化下二醋酸碘苯-四正丁基溴化铵与苯乙烯衍生物选择性加成反应的研究

在过渡金属催化下,二醋酸碘苯-四正丁基溴化铵体系与烯烃发生加成反应,从而可同时引入溴及含氧官能团.该反应具有很高的区域与顺反选择性.因此,作为一种高选择性的双官能化策略,它将在有机合成中有着较好的应用价值.     

PtSnNa/SUZ-4:丙烷脱氢反应的高效催化剂

丙烷脱氢制丙烯是优化利用炼厂气和油田伴生气资源的一条重要途径.随着丙烯需求量的逐步增加,丙烷脱氢制丙烯日益受到重视.负载型PtSn/γ-Al2O3催化剂具有优良的丙烷脱氢活性和选择性,但在高温、低氢压的反应条件下,催化剂易积炭而失活.近年来,选用了微孔分子筛如ZSM-5和介孔分子筛如SBA-15和MCM-41作为PtSn催化剂的载体,结果表明,具有规整孔道结构的负载型PtSn/分子筛催化剂的丙烷脱氢反应稳定性明显优于PtSn/γ-Al2O3催化剂.SUZ-4分子筛与ZSM-5分子筛结构相似且孔径相当,所不同的是ZSM-5由十元环交叉孔道组成,而SUZ-4由十元环和八元环孔道垂直相交组成.我们用微型催化反应装置结合XRD、BET比表面积和孔体积测试、NH3吸附-程序升温脱附(NH3-TPD)、氢化学吸附、热重分析(TG)、H2程序升温还原(H2-TPR)和程序升温氧化(TPO)等多种物理化学手段研究了负载型PtSnNa/SUZ-4和PtSnNa/ZSM-5催化剂的结构和丙烷脱氢反应性能,以及这两种催化剂在丙烷脱氢反应中催化性能差异的原因.实验结果显示,在丙烷脱氢反应中,负载型PtSnNa/SUZ-4催化剂上丙烯选择性和反应稳定性明显优于PtSnNa/ZSM-5催化剂,说明载体一定程度上会影响催化剂上丙烷脱氢反应性能.XRD,BET比表面积和孔体积测试等表征手段结果表明,SUZ-4和ZSM-5的孔体积和比表面积比较接近,载体的结构又类似,且两者的积碳量也相近,故载体的基本性质和积碳量的差异不是引起催化剂性能差异的原因.NH3-TPD结果表明,H-SUZ-4的酸强度明显强于H-ZSM-5.由于浸渍法制备负载型PtSn催化剂所用前体为具有强酸性的混合溶液(H2PtCl6+SnCl4),存在于SUZ-4分子筛孔道内表面的强酸中心不利于上述前体与SUZ-4分子筛孔道内表面结合.ZSM-5分子筛孔道内表面比较弱的强酸中心,促进了催化剂前体在ZSM-5分子筛孔道内表面的分散与结合.和ZSM-5为载体的催化剂相比,PtSnNa/SUZ-4上Pt粒子大部分分散在载体的外表面,从而金属上的积碳不易引起催化剂的失活.故多孔材料上Pt的分布是影响催化活性差异的主要原因.为进一步证明多孔材料上Pt的分布是影响催化活性差异的主要原因,我们通过二苯并噻吩预处理催化剂的手段证明Pt粒子在分子筛孔内外的分布情况.由于二苯并噻吩的尺寸比较大(0.8 nm)不能进入到分子筛的孔道内(SUZ-4:0.56 nm,ZSM-5:0.56 nm),所以载体孔道外的部分Pt会被二苯并噻吩预处理而失去活性,而孔道内的Pt不会因为预处理仍具有催化活性.实验结果表明,PtSnNa/SUZ-4经过二苯并噻吩预处理后,催化活性大大降低;而PtSnNa/ZSM-5经过二苯并噻吩预处理后,催化活性几乎没有变化.说明PtSnNa/SUZ-4上Pt粒子大部分分散在载体的外表面,从而金属上的积碳不易引起催化剂的失活.     

二苯基二硒醚催化双氧水氧化环己烯合成1,2-环己二醇

在二苯基二硒醚催化下,双氧水可氧化环己烯,高转化率与选择性地生成1,2-环己二醇.1,2-环己二醇是重要的化工产品.与传统金属催化剂相比,硒化合物催化剂有着价格较低、对环境危害小等优点.这一合成方法还具有清洁、高原子经济等优点.因此,该反应具有很高的应用价值.     

丙酮缩合法合成甲基异丁基酮的研究进展

丙酮是廉价易得的化工原料,是异丙苯氧化裂解法生产苯酚时的副产物,目前国内产能过剩。甲基异丁基酮是一种有着广泛用途的化工中间体。因此,将丙酮通过缩合加氢生产制备甲基异丁基酮,能够消耗产能过剩的化合物,生产市场需求旺盛的产品,是非常重要的有机化学反应,具有巨大的工业应用前景。本文对丙酮缩合法合成甲基异丁基酮反应的研究进展进行整理与系统性地阐述,供国内相关领域技术人员参考。     

环己烯可控选择性催化氧化的最新进展（英文）

环己烯是一种价格低廉易得的大宗化工原料,通常由苯选择性加氢来合成.该化合物虽然分子结构简单,但却有两个不同的反应位点.随着反应所发生的位点与反应深度的不同,环己烯的氧化反应可生成一系列不同氧化程度与官能团的产物的混合物.环己烯双键的氧化反应,可生成环氧环己烷,而环氧环己烷进一步水解,则生成1,2-环己二醇,其中,随着使用不同催化剂导致的反应机理差异,产物可分别为顺式或反式结构.在强氧化剂作用下,环己烯双键充分氧化,可生成己二酸.环己烯烯丙基C-H键氧化,则可随着反应深度的不同分别生成2-环己烯醇与2-环己烯酮.上述环己烯氧化产物都是重要的有机化工中间体.其中,环氧环己烷是农药杀螨剂的主要原料,也用作合成表面活性剂、橡胶助剂等有用产品;1,2-环己二醇可用于合成化工中间体邻苯二酚;环己烯醇与环己烯酮是生产除草剂、香水、药物的原料;己二酸则是合成重要产品尼龙-6,6的原料.因此,随着市场需求的变化,对环己烯氧化反应进行选择性控制,提高其中某种产物的选择性,是重要的化工合成技术,有着巨大的应用潜力;从而控制反应历程与深度是有机化工合成工艺研究中最具有挑战性的研究课题之一,有很好的科学意义.目前,人们对环己烯的选择性控制氧化反应已进行了广泛的研究.该反应可使用金属催化剂,包括铁、钴、镍、锰、铬、钒、钨、铜、钛、金、银、铋、锇、钼、镉等;也可以使用无金属催化剂如磺酸、2,2,2-三氟苯乙酮、类石墨相碳化氮(g-C3N4)等.反应可使用化学氧化剂,如间氯过氧苯甲酸、醋酸碘苯、过氧叔丁醇等,也可使用更加清洁的过氧化氢、分子氧.研究表明,催化剂的种类、用量,以及反应溶剂、温度、氧化剂等一系列外在条件,可以影响环己烯氧化反应的选择性.本文以反应所使用的氧化剂归类,总结了该课题的最新研究进展,以期对从事环己烯可控选择性氧化的学术与工业研究人员有所帮助.