木质素氧化还原解聚研究现状

木质素是自然界中含量巨大的天然酚类聚合物,其总量仅次于纤维素。由于其结构复杂性,仅有不到2%的木质素用于工业生产,因此实现木质素的高效综合利用是目前该领域的难题,而木质素的氧化还原转化为芳香化合物是目前一个重要且有前景的手段:木质素氧化解聚能显著降低其主要化学键键能,促进木质素转化为香草醛、紫丁香醛和高香草醛等高度官能化的单体;而木质素还原解聚可将其结构中含氧官能团脱除,转化为低氧/无氧木质素生物油,可作为高热值生物燃油,且在反应中能显著抑制缩合反应的进行。本文简要介绍了木质素的结构单元以及联接方式,同时从反应条件和催化剂等方面全面综述了国内外木质素氧化还原解聚的最新研究进展,并对其反应机理进行了详细探讨。在此基础上,针对当前木质素解聚过程中的难题提出了未来该领域的研究重点和方向。     

离子液体催化合成乙二醇丁醚醋酸酯

以乙二醇单丁醚和冰醋酸为原料,在离子液体N-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐([Hnmp] HSO4)催化下,合成了乙二醇丁醚醋酸酯.考察了催化剂用量、物料配比、反应时间、带水剂等因素对反应收率的影响.利用气相色谱仪分析了产物的纯度;利用核磁共振谱仪和质谱仪表征了产物的结构.结果表明,合成产物的纯度大于99.0％.[Hnmp]H ...     

离子液体催化改质稠油实验研究

研究了离子液体对稠油黏度、组成和平均分子量的影响。结果表明,离子液体对稠油具有较好的改质降黏作用。稠油经离子液体处理后,其饱和烃、芳香烃、胶质质量分数增加,沥青质质量分数明显下降,从而导致稠油的黏度降低,平均分子量减小。研究结果还表明,过渡金属盐改性离子液体对稠油的改质具有催化作用。     

复合离子液体中纤维素的催化分解

通过将酸性功能化离子液体与对纤维素具有溶解作用的离子液体进行复合, 构建了一类新型的高效催化纤维素分解的体系, 并采用热重(TG)分析方法, 研究了复合离子液体中纤维素的分解行为. 结果表明: 复合离子液体中纤维素的分解温度明显降低, 溶于离子液体中的纤维素可被酸性离子液体原位催化分解. 纤维素的分解温度受离子液体催化剂的酸性及纤维素在复合离子液体中的溶解度影响明显: 酸性越强, 溶解度越大, 纤维素的分解温度越低.     

离子液体催化脱除芳烃中微量烯烃的研究

以室温离子液体为催化剂,对芳烃中的微量烯烃杂质进行深度脱除。考察了离子液体种类、用量、温度等不同因素对烯烃脱除效果的影响。结果表明,[bmim]Br-AlCl₃离子液体显示了优良的催化性能,在离子液体的质量分数为5%、室温、反应10min下,溴指数从原料的773.5下降到10以下,芳烃中微量烯烃脱除率达到99%以上,离子液体可重复使用,并对反应机理进行了研究。     

离子液体中纳米铜催化Huisgen-Click反应

在绿色溶剂离子液体中,经纳米铜催化叠氮化合物和炔烃反应合成了10个1,2,3-三氮唑化合物,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和MS(ESI)确证。研究了催化剂、原料摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间对产率的影响。结果表明：以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为溶剂,n(叠氮苯) :n(苯乙炔)=1.0 :1.2,于60 ℃反应1 h,收率高达95%。     

氧化锌催化木质素选择性解聚制备对香豆酸甲酯

木质素是自然界中含量最丰富的芳香族可再生碳资源,具有极高的利用价值。针对当前木质素解聚技术存在反应条件苛刻、产物选择性低等难题,构建了一种廉价的金属氧化物催化剂体系,研究了草本木质素选择性解聚制备对香豆酸甲酯的性能。考察了不同金属氧化物、反应温度、反应时间以及溶剂等因素对于对香豆酸酯收率和选择性的影响。研究结果表明,金属氧化物ZnO对于草本木质素选择性解聚制备对香豆酸甲酯的过程具有最佳的催化活性。在优化的反应条件下,可获得9.8%的对香豆酸甲酯收率和61.6%的选择性;通过对木质素解聚产物的分析并结合反应前后木质素的傅里叶红外光谱（FT-IR）和二维核磁（2D HSQC NMR）表征结果发现,木质素分子中H结构单元的选择性断裂是其催化解聚过程中对香豆酸甲酯收率和选择性高的主要原因。     

功能化离子液体催化合成柠檬酸三丁酯的研究

柠檬酸三丁酯(TBC)是一种新型无毒塑料增塑剂,具有相溶性好、增塑效率高、无毒、不易挥发、抗霉性、耐候性强等特点而备受关注,成为首选替代邻苯二甲酸酯类的绿色环保产品.随着人们环保意识的增强及法规的日益完善,开发生产柠檬酸三丁酯具有极好的发展前景.     

氨基酸离子液体催化合成阿司匹林的研究

以2-甲基咪唑、溴乙烷、L-谷氨酸为原料合成了新型的咪唑谷氨酸盐离子液体,并对其结构进行了红外光谱、核磁共振、质谱表征。将其用于催化乙酸酐和水杨酸的乙酰化反应,探究了离子液体的用量、反应温度和反应时间对阿司匹林合成的影响和该氨基酸离子液体的重复使用性能。结果表明,该离子液体对于合成阿司匹林具有良好的催化效果,并可以重复使用;在水杨酸、乙酸酐和氨基酸离子液体摩尔比为1∶2∶3.75×10-4、反应温度为70℃以及反应时间为30min的条件下,阿司匹林的产率可达78.2%。     

Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究

合成了以2-吡咯烷酮和N-甲基咪唑为阳离子([Hnhp] [Hmim] ),HSO4-,H2PO4-和BF4-为阴离子的一系列Br(o)Pnsted酸性离子液体.考察了这些离子液体的热稳定性和酸性.以乙酸和异戊醇酯化合成乙酸异戊酯的反应考察了不同离子液体分别在不分水与分水条件下的催化效果,结果表明.不分水时,当醇/酸/[Hnhp]HSO4物质的量比为1.2∶1∶0.2,100℃下回流反应2 h,酯收率可达93.6%,反应结束后[Hnhp]HSO4体系可以顺利分相,[Hnhp]BF4则不能;分水时,[Hnhp]BF4可与酯自动分相,当醇/酸/[Hnhp]BF4物质的量比为1.2∶1∶0.01,120℃下回流反应1.5 h时,酯收率可达96.8%,比相同条件下[Hnhp]HSO4的略高.这两种体系中的离子液体均具有良好的重复使用性能.实验中还探讨了不同离子液体的酸性和催化酯化反应后与酯产物的分相效果对其催化活性的影响,结果表明,离子液体的酸性和与酯的不可混溶性对其在不同体系中酯化反应的催化活性有不同程度的影响.此外,在上述不分水酯化条件(醇∶酸∶催化剂物质的量比均为1.2∶1∶0.2,100℃油浴)下回流浸渍6 h比较离子液体[Hnhp]HSO4/BF4,[Hmim]HSO4/BF4和硫酸对奥氏体316不锈钢的腐蚀性,测得离子液体腐蚀率比硫酸低;除了[Hnhp]BF4,离子液体[Hnhp]HSO4,[Hmim]HSO4和[Hmim]BF4的腐蚀性呈现随酸性递减而下降的趋势.所测离子液体中[Hnhp]BF4腐蚀性最高.[Hnhp]BF4和硫酸中试样的腐蚀率分别为20.1和41.8g/(m2·h).     

离子液体催化邻二甲苯氯甲基化反应

制备了8种不同链长的溴化烷基咪唑盐和4种丁基类甲基咪唑六氟磷酸盐、四氟硼酸盐、全氟丁基磺酸盐及氯化盐离子液体,研究了咪唑盐类离子液体催化邻二甲苯、氯化氢、多聚甲醛为起始原料的氯甲基化反应. 考察了离子液体类型、催化剂用量、反应温度及反应时间对反应的影响. 反应产物采用气相色谱法进行定量分析;采用GC-MS测试技术进行了定性分析. 结果表明,[C12mim]Br(溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑盐)是最适合的催化剂. 其最佳反应条件是:离子液体摩尔分数为4%(与邻二甲苯的摩尔比),温度70 ℃,反应时间10 h,产物收率可达89.8%,TON数达到22.4.     

离子液体催化吲哚羟烷基化反应

报道了咪唑类离子液体催化吲哚和环状碳酸酯反应合成羟烷基吲哚,系统考察了反应时间、催化剂用量、反应温度和反应物比例对离子液体催化反应性能的影响.在优化的反应条件下,吲哚与碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯反应可高效地生成1-(2-羟乙基)吲哚、1-(2-羟丙基)吲哚及其相应的衍生物.离子液体的催化活性与离子液体中的阴离子有关,其催化活性顺序为BF₄^-﹤Br^-﹤Cl^-﹤OAc^-,与阴离子的碱度顺序一致.     

离子液体中锰卟啉催化双氧水氧化烯烃的研究

研究了离子液体中Mn(TFPP)Cl(meso-tatrakis(pentafluoropheyl)porphinato)manganese(Ⅲ)cloride锰卟啉催化烯烃的氧化反应.在离子液体-CH2C12混合溶剂中,以价廉、环境友好的H2O2为氧源,考察了离子液体结构、反应条件等对环氧化反应的影响.当氧化剂/环己烯/催化剂/咪唑=450∶150∶1∶75(摩尔比)时,室温下,在MMISM-CH2Cl2的混合溶剂中,环己烯的转化率和环氧环己烷的选择性可分别达到94.8%和95.5%,远高于在纯CH2Cl2中的实验结果.并在最优反应条件下考察了该催化剂体系对烯烃底物的适用性.此外,反应结束后,产物可以由正己烷萃取出来,考察了混合溶剂中Mn(TFPP)Cl催化剂的重复使用情况.     

离子液体在环丁砜中催化多聚甲醛合成三聚甲醛的研究

利用多聚甲醛和环丁砜等非质子溶剂合成三聚甲醛有望克服利用甲醛水溶液或甲醛气体合成三聚甲醛面临的诸多问题,但多聚甲醛的分解和三聚甲醛的合成需在不同温度下进行,且现有催化剂的效果偏低.为此,本文系统研究了典型离子液体的催化效果,包括由硫酸氢根、甲基磺酸根、苯磺酸根、对氯苯磺酸根、对甲基苯磺酸根或磷酸二氢根和咪唑类或吡咯烷酮类阳离子形成的离子液体的催化效果.同时,研究了阴阳离子结构对离子液体的Hammett酸度函数H_0值的影响及具有良好催化效果的适宜H_0值范围,获得了能使多聚甲醛的分解和三聚甲醛的生成在同一温度下进行,同时提高三聚甲醛收率和甲醛转化率的离子液体催化剂,为建立三聚甲醛合成新技术奠定了基础.     

离子液体中电生成CoL催化行为研究

在离子液体中,研究了CoL(钴希夫碱配合物)的电化学行为,并进一步探讨了其对氯苄还原以及PhCH_2Cl与CO_2反应的催化特性.CoL在离子液体中呈现一对由扩散控制的单电子可逆氧化还原峰,通过电化学行为研究发现,其氧化还原峰电位不易随金属有机配合物的配体和离子液体阴离子的变化而变化,并求得了相应的扩散系数.同时,循环伏安图表明该体系能对PhCH_2Cl的还原起催化作用,反应经历一个ECE过程,另外,该体系还能催化PhCH_2Cl与CO_2反应,通过恒电位电解得到(PhCH_2)_2CO,说明常温常压下,CO_2可以通过CoL催化在离子液体中进行固定,得到新的有机化合物。     

室温离子液体催化合成碳酸丙烯酯

碳酸丙烯酯(PC)是一种性能优良的高沸点高极性有机溶剂,在有机合成、化妆品、气体分离、电池介电质[1]及金属萃取[2]等领域得到广泛的应用. 近年来,许多尿素生产厂家将其用作脱碳剂,使其需求量大增. PC合成方法主要有光气法、酯交换法、氯丙醇法及环氧丙烷(PO)与CO2环加成等. 其中, 以PO与CO2为原料环加成制PC是一条低污染、环境友好的路线. 已报道的用于PO与CO2环加成的催化剂有碱、季铵盐、金属盐[3]、配合物[4～6]以及MgO[7], MgO-Al2O3[8], KI/ZnO[9],KI/冠醚和KI/聚乙二醇[10]等. 尽管品种繁多,但仍存在催化剂活性不高,产物分离及催化剂回收困难等问题.     

室温离子液体中催化合成肉桂酸苄酯

研究离子液体中肉桂酸钾和氯化苄经缩合合成肉桂酸苄酯的新方法,并对多种离子液体的作用性能进行了考察.研究结果表明,离子液体中BMImBF4的催化性能最佳,但是肉桂酸苄酯的收率仍不高,只有当相转移催化剂四丁基氯化铵存在时,肉桂酸钾与溶于离子液体中的氯化苄在温和的反应条件下才可高效率地得到肉桂酸苄酯,收率可达96.5%.产物分离简单,离子液体和相转移催化剂形成的双催化体系可以稳定地循环使用5次以上.     

离子液体中脂肪酶催化酯类合成的新进展

作为21世纪最具发展潜力的绿色溶剂,离子液体用于酶促合成的反应介质具有得天独厚的优势.与传统的有机溶剂相比,离子液体能够提高脂肪酶的稳定性和选择性,减少有机合成中的副反应和有毒气体的产生,后处理简单,可重复利用.参考10年来的文献,从脂肪酶催化酯类合成的常用离子液体种类、过程因素及场/反应器强化等方面进行了综述,同时展望了离子液体在未来酯类酶促合成领域的发展趋势.     

离子液体中芳烃侧链分子氧催化氧化反应研究

分别以离子液体[Hex-mim]BF4, [Bmim]BF4, [Bmim]PF6和[Omim]BF4为溶剂, Co(Ⅱ), Mn(Ⅱ)或Ni(Ⅱ)/NHPI(AIBN)为复合催化剂, 考察了不同离子液体-催化剂体系中常压分子氧氧化芳烃侧链烷基的反应. 在[Hex-mim]BF4中, Co(Ⅱ)或Mn(Ⅱ)/NHPI可有效地催化芳烃侧链烷基的分子氧氧化. 在优化条件下, 乙苯、正丙苯和正丁苯分别以高达90%, 94%和93%的收率得到相应的芳香酮; 甲苯和对位取代甲苯以32%~47%的收率被氧化为相应的芳香酸. 离子液体及金属催化剂体系在减压下除水后, 可循环使用.     

离子液体中氧化锰八面体分子筛催化醇的氧化

按文献方法制备了3种八面体MnO6分子筛催化剂K-OMS-2、H-K-OMS-2和Cu-OMS-2,用SEM和XRD测试技术表征了它们的结构和组成。 考察了这3种催化剂对用氧气选择性氧化醇为相应的醛或酮的催化作用,研究了采用不同OMS-2在离子液体[bmim]PF₆中反应时间和反应温度对催化反应的影响。 其中H-K-OMS-2对苄醇和烯丙醇氧化的转化率和选择性均超过90%。 催化剂和离子液体可分别用萃取法和减压蒸馏法从反应体系中回收,其中减压蒸馏法回收循环使用效果较好。