以二氧化碳为C1合成子的羧基化/环化反应研究进展

二氧化碳具有价廉易得、储量丰富及无毒等优点,在有机合成反应中是一种理想的C1合成子.近年来,以二氧化碳作为羰基/羧基源,通过环化反应,特别是多组分环化反应构建含羰基杂环化合物,已经取得了重要的研究进展.主要总结了利用含氮、氧亲核原子的试剂与常压条件下二氧化碳的环化反应构建苯并噁嗪、环碳酸酯、内酰胺、2,4-二噁唑啉酮等含羰基杂环结构的工作;其次,也总结了利用含碳亲核原子的试剂与二氧化碳羧基化反应的相关工作.     

二乙基锌促进CO2的硅氢化反应以及CO2为C1合成子的有机胺甲酰化或脲化反应

CO₂的固定和转化具有重要研究意义,特别是采用廉价且良好生物相容性的金属催化剂将其转化为有用的有机化合物.本工作报道采用商品化ZnEt₂（1.0 mol%）可促进CO₂的硅氢化反应生成甲氧基硅醚,以及CO₂为C1合成子的有机胺甲酰化或脲化反应生成酰胺或脲类化合物.在1.0 mol% ZnEt₂存在下,CO₂和（EtO）₃SiH发生硅氢化反应,一锅选择性还原为甲氧基硅醚（CH₃OSi（OEt）₃）.考察了反应条件的影响,在1.0 MPa CO₂起始压力下,90℃反应7 h,甲氧基硅醚的产率达到约90%.当上述反应体系中存在有机胺时,则发生了CO₂为C1合成子的的有机胺甲酰化或脲化反应.当采用二级有机胺为底物时,反应生成酰胺类产物;当一级有机胺为底物时,反应主要生成脲类产物.考察了反应底物取代基的影响,含脂肪基和芳香基的二级有机胺均可发生甲酰化反应,芳香基的对位含给电子取代基时明显有利于该甲酰化反应.含脂肪基和芳香基的一级有机胺均可发生脲化反应,芳香基对位取代基的电子性质对脲化反应的影响规律不如在甲酰化反应中的明显.     

硝基甲苯的羧基化反应

近年来,对含有活性氢化合物的羧基化反应有不少报道,并有综述。其中所用的反应物,通常是含有强吸电子基团的化合物,所用的羧基化剂通常是活化了的二氧化碳衍生物,其中应用最广的是碱金属酚盐和二氧化碳作为羧基化剂,以它为羧化剂对脂肪族硝基化合物,氰基类化合物,酯类和酮类化合物能很方便地进行羧基化反应。文献报道的这类反应中的反应物的一个共同特点是强吸电子基团都是直接与含有活性氢的碳原子相连,而对于吸电子基团的效应通过苯环的传递而引起的含活性氢化合物(如邻一硝基甲苯等)的竣基化作用则很少研究。Battaccio等报道对一硝基甲苯在苯酚钠的存在下能与二氧化碳进行竣基化反应生成相应的对一硝基苯乙酸。尚未见邻一硝基甲苯和其它位取代的硝基甲苯的报道。我们以酚钠和二氧化碳为梭基化剂对邻一硝基甲苯的毅基化反应进行了研究。实验表明在所选择的条件下并不明显发生酚环上的敖基化作用。所得硝基苯乙酸,熔点均与文献值相符。     

CuBr_2催化的三组分反应合成喹啉-2,4-二羧基衍生物

以廉价的CuBr2为催化剂,发展了一种通过芳胺、乙醛酸酯与丙酮酸酯三组分反应制得喹啉-2,4-二羧基衍生物的简便有效方法.该方法具有很好的原子经济性,使用了便宜的催化剂和易得的试剂,在温和的条件下解决了以往喹啉-2,4-二羧基衍生物合成条件苛刻、产率低等问题,在生物活性分子和药物分子合成上有潜在的应用价值.     

2，5-哌嗪二酮的羧基化-烷基化反应

大多数2,5-哌嗪二酮(PDO)衍生物具有生理活性。如 bicyclomycin、antibiotic 593A、sirodesmin、spirochloride 以及 albon-oursin 等。近年来 PDO 主要用作合成非蛋白氨基酸的中间体。Sch(?)llkopf 系列报道了由PDO 制得内酰亚胺醚,在丁基锂存在下的烷基化反应,酸性水解后合成α-氨基酸。     

MFC逆转化CO2合成甲醇研究

微生物燃料电池(MFC)反应器是利用附着在阳极上的产氢微生物,在吸收烟气CO2的同时将CO2逆转化合成高附加值的生物合成燃料的装置。试验选用从牛粪中分离筛选出的梭状芽孢菌(Clostridium.sp)作为合成生物燃料的合成菌,将MFC反应装置接入电化学工作站进行CV测试,当发生还原反应时,在-0.5 V时出现还原峰,利用直流稳压电源恒电压电解,检测到合成的生物燃料为甲醇。在24 h时甲醇的积累量达到最大3.13 mmol/L;当CO2气体比例为15%时甲醇积累量最大,为2.98 mmol/L。在细菌接种量为1 mL时,甲醇积累量达到最大,为2.76 mmol/L。,最适条件下的CO2转化率为7.5%。     

羧基导向C―H官能团化/脱羧偶联反应研究进展

以邻或对位取代苯甲酸为原料,通过羧基导向的芳香羧酸邻位碳氢键官能团化继而发生脱羧反应,在原羧基的邻位引入官能团,可以合成传统付-克反应难以合成的间位取代芳香化合物。在此类反应中,羧基充当无痕导向基的功能。本文综述了基于过渡金属催化羧基无痕导向的芳香羧酸脱羧偶联策略,形成新C―C、C―杂键的研究进展。     

可见光促进二氧化碳参与的羧基化反应

二氧化碳是众所周知的温室气体, 也是重要的C1资源, 利用二氧化碳合成高附加值化合物具有重要意义. 其中, 羧酸类化合物广泛存在于天然产物、 药物、 日化品及工业原料中, 是一类非常重要的化合物. 因此, 利用二氧化碳合成羧酸类化合物是一个重要的研究方向; 另一方面, 由于二氧化碳反应活性低, 其转化通常需要高温等苛刻条件. 为解决该问题, 人们利用可见光作为能量来源, 可以在温和条件下实现二氧化碳的高效转化. 鉴于该方向近年来的蓬勃发展, 本文主要对可见光促进二氧化碳参与的羧基化反应进行介绍和总结, 按烯烃、 炔烃、 醛酮、 亚胺和(类)卤代物等重要的化工原料分类阐述, 并将各个反应的特点和机理将作为阐述的重点. 本文也对该领域的未来发展方向进行了展望, 希望为该领域的进一步发展提供参考.     

水溶性N-(2-羧基苯甲酰基)化壳聚糖的合成

壳聚糖(β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖)是甲壳素脱乙酰化反应生成的一种线性聚合物,无毒、可生物降解、并有良好的成膜性和生物相容性,近年来已在水处理、医药、食品、化妆品、农业等领域显示了其独特的应用价值。但是,因分子内和分子间氢键的作用,壳聚糖只能溶于酸和酸     

色谱法同时测定羰化反应尾气中的O2、CO、CO2

提出用特制活性炭填充柱分离,热导检测器检测,以外标法定量,同时测定O2、CO、CO2。探讨了该方法的校正因子、各组分的线性相关性及微量氧气的分离和定量等。在选定的色谱条件下,O2与CO的分离度达1．7,各组分的相对标准偏差＜O．18％,绝对误差＜0．04％。     

C60-TEGs/PdCl2催化Suzuki反应绿色合成沙坦联苯

采用环境友好的水溶性富勒烯负载PdCl_2纳米催化剂[C_(60)-TEG_S/PdCl_2]催化邻溴苯腈和对甲基苯硼酸合成沙坦联苯(2-氰基-4′-甲基联苯)。该反应选用绿色溶剂水为反应溶剂,并分别考察了催化剂用量、反应温度、反应时间、碱的种类以及碱量对收率的影响。催化剂量为0.01 mol%,以2 mmol K_2CO_3作为碱,室温纯水中反应4 h产率能够达到93.6%。催化剂循环利用5次后,催化活性没有明显下降。     

Cu/MoO3-TiO2光催化CO2与C3H6反应合成甲基丙烯酸的性能

 研究了Cu/MoO3-TiO2上CO2和C3H6的吸附特性及其光催化CO2与C3H6反应合成甲基丙烯酸(MAA)的性能. 结果表明,在Cu/MoO3-TiO2催化剂表面存在金属Cu位、Lewis酸位Mo6+和Ti4+以及Lewis碱位Mo-O-Ti的桥氧和Mo=O的端氧三类活性中心. 在金属Cu位和Lewis酸位Ti4+(Mo6+)的协同作用下,CO2形成活性较高的卧式吸附态Cu-(CO)-O→Ti4+(Mo6+),C3H6的β-H和β-C分别吸附在Lewis碱位 Mo=O 与金属Cu位上形成Cu-C(CH2)(CH3)-H→O=Mo吸附态. Cu/MoO3-TiO2催化剂吸收阈值蓝移和光吸收量的提高均有利于其催化活性的提高,Cu/10%MoO3-TiO2 光催化剂的催化活性优于其它MoO3含量的催化剂,光量子产率达22.8%,在110 ℃,0.1 MPa,空速200 h-1和125 W紫外灯辐照下,C3H6转化率为8.4%,MAA选择性超过95%. 提出了催化剂光促表面催化CO2与C3H6合成MAA的反应机理.     

CuO-ZnO基CO2/H2合成甲醇催化剂的反应活性中心

应用 ＸＰＳ，ＸＡＥＳ和紫外漫反射光谱法研究了ＣｕＯ－ＺｎＯ／氧化物上ＣＯ２／Ｈ２合成甲醇的反应活性中心。ＣｕＯ－ＺｎＯ／氧化物催化剂上的反应活性中心是存在于ＣｕＯ－ＺｎＯ固溶体中的Ｃｕ－口－Ｚｎ－Ｏ（＂口＂为氧空位），活性中心的Ｃｕ价态为Ｃｕ＾＋和Ｃｕ＾０。反应活性中心在ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ｚｒｏ２催化剂上比在其它ＣｕＯ－ＺｎＯ／氧化物催化剂如ＣｕＯ－ＺｎＯ，ＣｕＯ－ＺｎＯ－ＭｇＯ，ＣｕＯ－ＺｎＯ－     

羧基腈化法合成腈类化合物的研究

多年来,腈类化合物的合成一直是化学界探讨的课题。以往,腈类化合物多是从金属氰化物制备而来,这一方法很不安全,因此急待改     

Pd/MoO3-TiO2/SiO2光催化CO2与C2H6合成烃类氧化物的反应性能

 采用化学反应改性和等体积浸渍法制备了负载型Pd/MoO3-TiO2/SiO2催化剂,并用IR,FT-Raman,TPD-MS,UV-Vis DRS和活性评价等方法研究了催化剂的表面结构、光吸收性能、化学吸附性能及光催化CO2与C2H6合成烃类氧化物的反应性能. 结果表明,SiO2负载的MoO3和TiO2之间存在着强相互作用,并能部分形成Mo-O-Ti键联,使得两种氧化物微粒均匀分布于载体表面; 表面MoO3和TiO2的复合作用使TiO2/SiO2的吸光带边红移,扩展了其吸光域,Pd的引入明显提高了固体材料的可见光吸收率; CO2和C2H6能较好地吸附在催化剂表面,在紫外光的激发下,CO2吸附态能解离生成CO,而C2H6单位吸附态能部分转化为C和H同时吸附在两个晶格氧上的双位吸附态; 光促CO2和C2H6反应主要生成丙醛、乙醇和乙醛; 在合适的条件下,烃类氧化物的选择性可超过90%.     

固定床反应器中添加CO2对费托合成反应的影响

用固定床反应器研究了Fe-Mn催化剂上原料气中添加CO2对费托合成反应的影响.结果表明,在533K与反应总压为1.50MPa时,大量CO2的添加使得生成CO2的选择性迅速降低,烃的生成速率降低,烃的收率也有所降低,产物向轻组分方向偏移,有机含氧化合物的生成速率降低;在593K与合成气(H2 CO)分压为1.50MPa时,随着CO2分压的增加,CO消耗速率变化不大,而烃的生成速率缓慢升高,烃的收率有所升高,CO2的生成速率缓慢降低,H2O的生成速率明显加快.由于CO2的添加,促使水煤气变换反应向逆反应方向进行,降低了催化剂表面氢物种浓度,抑制了加氢反应,低碳烃的烯/烷比有所增大,同时提高了重质烃的选择性,且随着CO2分压的增加,有机含氧化合物的生成速率呈上升的趋势.     

C3手性合成子的合成及应用

简要介绍了两种重要的C3手性合成子———环氧氯丙烷(ECH)和缩水甘油(GLD)的合成方法;综述了ECH在药物合成以及GLD在部分有机合成中的应用。参考文献34篇。     

复合催化剂上CO2加氢合成C2+烃类

介绍了由CO2＋H2合成C2^ 烃的几种复合催化剂体系的研究进展，比较和评价了复合催化剂体系的活性和选择性及对C2^ 烃类生成的影响。着重于复合催化剂体系对C4^ 烃的生成及产物分布的影响并简述反应机理。     

CO加氢合成C2含氧化合物Rh-Sm-V-Li/SiO2催化剂的研究

使用加压下的CO加氢反应和程序升温还原(TPR),吸附氢的程序升温脱附(H2-TPD),以及H2和CO吸附等技术,研究了Rh-Sm-V-Li/SiO2催化剂上Sm,V和Li促进剂对合成二碳含氧化合物的促进效应.结果表明,Sm和V加入到Rh/SiO2中使催化剂的活性和生成二碳含氧化合物的选择性显著提高,催化剂上的Sm3+不易被还原,Sm的加入起着提高Rh分散度的作用,使催化剂上H2和CO吸附量提高,并促进乙酸和乙醛的生成;催化剂上的高价钒离子容易还原成低价钒离子,并迁移覆盖金属Rh的表面,使催化剂上H2和CO吸附量降低.低价钒具有良好的贮氢能力,使催化剂的加氢能力显著提高,促进乙醇的生成.     

CO加氢合成C2含氧化合物Rh-Sm/SiO2催化剂的研究

使用加压下的CO加氢反应、程序升温还原(TPR)、吸附氢的程序升温脱附(H2-TPD)以及CO和H2吸附等技术,研究了Rh-Sm/SiO2催化剂上Sm促进剂对合成二碳含氧化合物的促进效应.结果表明,Sm加入到Rh/SiO2中使催化剂的活性和二碳含氧化合物的选择性显著提高,催化剂上的Sm3+不易被还原,Sm的加入起着提高Rh分散度的作用,使催化剂上CO和H2的吸附量增大,倾向于促进乙酸和乙醛的生成.