含钴介孔分子筛Co-MCM-41耦合溴化四丁基铵协同催化苯乙烯直接氧化碳酰化制备苯乙烯环状碳酸酯

以苯乙烯为起始物,经催化环氧化然后环氧化物与二氧化碳环加成反应"串联一锅"制备苯乙烯环状碳酸酯,反应工艺简单(避免了中间体环氧化物的事先合成与分离)且绿色经济(原料苯乙烯比苯乙烯环氧化物价格低廉且毒性小),工艺具有潜在的工业应用前景。探讨了掺杂不同金属(Co,Fe,Ni,Mn,Cu,Ti)的MCM-41介孔分子筛催化剂对苯乙烯环氧化的转化率和选择性,研究表明以含钴介孔分子筛Co-MCM-41为最佳,并以Co-MCM-41耦合溴化四丁基铵(TBAB)为催化剂,考察了苯乙烯直接氧化碳酰化制苯乙烯环状碳酸酯反应。从影响反应活性和产物选择性的因素来优化反应,在80℃、4 MPa、CO2压力下,反应7 h,碳酸酯的收率达到46.1%。Co-MCM-41催化第一步苯乙烯环氧化反应,溴化四丁基铵催化第二步环加成反应。     

溴化四丁铵催化苯乙烯一步合成苯乙烯环状碳酸酯

以溴化季铵盐为催化剂, 通过苯乙烯的环氧化和CO2的加成反应一步直接合成出苯乙烯环状碳酸酯, 详细考察了催化剂的用量、氧化剂的种类、反应温度、反应时间和CO2压力等因素对反应主产物收率的影响. 结果表明, 以溴化四丁铵为催化剂, 于80 ℃和1 MPa CO2下反应6 h, 环状碳酸酯的收率达到38%, 这是季铵盐阳离子和亲核性阴离子协同催化的结果.     

溴化锌-离子液体复合催化体系高效催化合成环状碳酸酯

随着全球“温室效应”和能源危机的加剧,用CO2作为某些化学品的Cl起始原料,既经济、安全,又能降低CO2对环境的危害,由于CO2的性质极不活泼,在固定CO2的反应中最典型的一个催化过程就是利用CO2和环氧化合物通过环加成反应合成环状碳酸酯：     

超临界二氧化碳中马来酸锌催化合成环状碳酸酯

在超临界二氧化碳中, 利用马来酸锌催化二氧化碳与环氧化物反应合成环状碳酸酯. 单独使用马来酸锌作为催化剂时, 对二氧化碳与环氧丙烷反应的催化活性较低, 而在DBU、DMAP、三乙胺、吡啶、咪唑或4-氨基吡啶等有机碱的存在下, 反应活性较高, 产物的收率得到明显提高. 有机碱作用的强弱顺序为DBU>Et3N>咪唑>4-氨基吡啶>DMAP>吡啶. 在压力为8 MPa, 温度110 ℃, 反应时间48 h条件下, 马来酸锌与DBU组成的二元催化系统可以催化二氧化碳与环氧丙烷反应, 得到83.4%产率的碳酸丙烯酯. 该二元系统也能催化其它环氧化物高产率地转化为相应的环状碳酸酯.     

离子液体催化CO2与环氧化物合成环状碳酸酯

综述了离子液体催化CO2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展。目前报道的离子液体主要包括咪唑盐、季铵盐、季鏻盐等。对比了传统离子液体与功能化离子液体对CO2环加成反应的催化活性、选择性以及催化作用机制。与传统的离子液体相比,功能化离子液体的羟基或羧基等官能团与卤素离子等Lewis碱之间存在协同效应,使得其对CO2与环氧化物的环加成反应具有更好的催化活性;将功能化离子液体固载于无机材料(SiO2,SBA-15,MCM-41等)或聚合物所得的多相催化剂不仅保持了官能团与阴离子之间的协同效应,而且载体与离子液体活性组分之间也显示出协同效应,使得该类催化剂具有很好的催化活性,稳定性好,可以多次重复使用,具有较好的工业化前景,是值得深入研发的一类催化材料。此外,离子液体对于手性环状碳酸酯的合成也具有较好的催化活性和立体选择性。     

新型氮杂环卡宾锌化合物催化CO2和环氧化物高效合成环状碳酸酯

合成了一系列新型的芘标记含溴亲核阴离子的氮杂环卡宾前驱体化合物,接枝卤化锌后获得具有CO2捕获能力以及路易斯酸碱位点的NHC-PDBI-ZnX2(X=Cl、Br、I)催化剂,通过1H NMR、13C NMR 、XPS、FT-IR、13C CP-MAS NMR和ICP-AES表征技术对该类催化剂结构和化学性质进行了表征。氮杂卡宾锌配合物被证明是有效的单组分多功能催化剂,对环氧丙烷和CO2的环加成反应显示出较高的催化活性和选择性。最佳活性的NHC-PDBI-ZnI2催化剂在120℃、3.0MPa、2.0h较温和条件下,取得98%以上碳酸丙烯酯收率。该催化剂还具有优异的底物普适性和循环使用稳定性,归因于路易斯酸性Zn 2 与NHC-PBDI主链形成的强共价键。此外,结合FTIR等表征推测了反应机理,其中NHC-PDBI-ZnX2的卡宾位吸附活化CO2以及路易斯酸碱位点开环的协同效应促进了环加成反应在无溶剂和助催化剂的条件下有效地进行。     

温和条件下用双组分催化剂催化CO2化学固定成环状碳酸酯

 发现四齿席夫碱铝配合物SalenAlCl和四正丁基碘化铵组成的双组分催化体系可以在室温和常压的温和条件下有效催化二氧化碳与环氧烷烃反应合成相应的环状碳酸酯。环氧烷烃的反应活性是环氧乙烷>环氧丙烷>1,2-环氧丁烷>环氧氯丙烷。提高反应温度有利于增加环加成反应速率。而在高于0.6MPa的压力条件下，增加CO2压力，反应速率略有提高。     

超临界二氧化碳中组氨酸催化合成环状碳酸酯

研究了超临界二氧化碳中α-氨基酸催化二氧化碳与环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯,发现组氨酸的催化活性最高.在二氧化碳压力为8MPa、反应温度130℃、反应时间48h、组氨酸加入量为0.8mol%的条件下,二氧化物可以顺利的与各种环氧化物反应,以高的选择性和产率生成相应的环状碳酸酯.     

非金属催化剂在催化环氧化物和CO2合成环状碳酸酯中的研究进展

随着科学技术的进步和工业化的发展,大量化石燃料被消耗,大气中二氧化碳浓度急剧增加,导致温室效应加剧,严重威胁到人类的生存和发展。基于可持续发展的思想,利用储量丰富且廉价的二氧化碳作为 C1资源替代有毒的气体(如一氧化碳和光气等)制备具有广泛应用的环状碳酸酯,不仅满足“绿色化学”的要求,而且符合“原子经济性”的原则。迄今为止,大量用于催化二氧化碳和环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯的催化剂,包括均相催化剂(如金属卤化物、有机碱、离子液体和金属配合物),多相催化剂(如金属氧化物、负载型催化剂、有机聚合物、金属有机框架材料和碳材料等)被报道。其中金属催化剂占主导地位,大多表现出优异的催化活性。然而,目前可供开采的金属矿越来越少,大多数金属的回收再利用率较低,重金属污染日趋严重。因此,开发新型、廉价、绿色、高效、循环性和稳定性好的非金属催化剂具有重要意义。
　　本文主要介绍了近3年以来用于催化二氧化碳和环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯的非金属催化剂,主要包括有机碱、离子液体、固载型催化剂、有机聚合物和碳材料等。概括了不同种类催化剂的设计思想及其催化反应机理,重点阐述了分子内以及分子间各种功能基团的协同作用对环加成反应的影响。通过比较发现,具有“C–N=C”结构的有机碱活性相对较高,氢键给体和亲核物质都能与有机碱协同作用提高其催化活性;传统离子液体的活性一般不理想,氢键给体如羟基和羧基的引入有利于促进环加成反应,且多阳离子和多氢键给体功能化的离子液体表现出更高的催化活性;负载型催化剂中,载体和活性组分之间的协同作用有利于加速环加成反应的进行,多种功能基团负载和以共价键方式多层固载能更好地提高催化剂稳定性和催化活性;利用非烯烃化合物制得的活性组分位于主链的多孔有机聚合物,催化活性和稳定性大多高于活性组分位于侧链的烯烃聚合物;碳材料催化剂中,引入不饱和的 N物种(如伯胺和吡啶氮),有利于 CO2的吸附和活化,能促进环加成反应。此外,利用密度泛函的方法,计算模拟催化反应过程,能更好地揭示反应机理,并为设计和制备高效的催化剂提供理论指导。
　　该领域目前面临的重要挑战是研发可以同时实现二氧化碳捕获和转化的新型、环保和高效非金属催化剂,终极目标是利用多孔催化材料在常温和常压下直接捕获工业废气中的二氧化碳,并利用捕获的二氧化碳实现环状碳酸酯的连续生产。基于协同催化的设计思想,利用多种基团功能化的策略合成高效吸附和活化二氧化碳以及开环活化环氧化物的非金属催化剂,有望实现上述目标。     

季铵盐功能化的钛硅分子筛催化丙烯氧化酯化合成碳酸丙烯酯

将有机卤素季铵盐以硅烷化键合方式嫁接到钛硅分子筛上,制备了兼备催化氧化烯烃合成环氧化物和环氧化物碳酸酯化反应的新型双功能催化剂,考察了其在丙烯、过氧化氢和二氧化碳一步合成碳酸丙烯酯的催化性能.研究表明,具有大外表面积的层剥离的钛硅分子筛是一种嫁接季铵盐合适的载体,丙基三丁基卤化铵是酯化催化性能优良的功能化基团,两者的偶合使一步法催化丙烯环氧化酯化合成碳酸丙烯酯的收率达48%.该催化剂具有较好的稳定性和重复使用性能.     

KNO3/AlSBA-15分子筛催化合成碳酸二丙酯的研究

研究了KNO3/AlSBA-15负载型分子筛催化剂用于碳酸二甲酯(DMC)与丙醇的酯交换合成碳酸二丙酯(DPC)反应.分别考察了载体的制备方法,活性组分的负载量,催化剂的活化温度及反应时间等因素对催化活性的影响,研究表明该催化剂对于这一反应具有较高的催化活性.当摩尔比DMC∶丙醇=1∶4,催化剂用量为反应物总质量的3%,反应温度为90℃,反应时间为6h时,DPC的选择性为96.0%,收率为90.2%.     

微乳液催化苯乙烯聚合反应

微乳液催化苯乙烯聚合反应１）郝京诚汪汉卿２）（中国科学院兰州化学物理研究所兰州７３００００）石元昌李干佐（山东大学胶体与界面化学研究所济南２５０１００）关键词微乳液催化苯乙烯聚合微乳液［１］是油、水、表面活性剂和助表面活性剂在适当比例下自发形成的热力...     

Synthesis of Cyclohexene Carbonate Catalyzed by Polymer-Supported Catalysts

A series of polystyrene-divinylbenzene cross-linked resin (PS)–supported zinc chloride catalysts were prepared in this study. They can efficiently catalyze the solventless cycloaddition of cyclohexene oxide with carbon dioxide in the presence of tetrabutylammonium bromide (TBAB) as cocatalyst under relatively mild reaction conditions. The catalyst is composed of carrier, connecting arm, ligand, and active ingredient. The connecting arms of different lengths can significantly affect the catalytic activity. Among these catalysts, the one using diethylene glycol as connecting arm and 2-aminopyridine as ligand, named PS-DEG-2ap-ZnCl₂, showed the optimal catalytic performance. The yield of cyclohexene carbonate was 95.18% calculated by gas chromatographic analysis under the optimal conditions (393 K, 5 MPa, 6 h). Moreover, the catalyst showed good stability and reusability. From the viewpoint of industrial application, the catalyst is attractive because of its excellent catalytic efficiency on the synthesis of cyclohexene carbonate.     

Synthesis of Cyclic Carbonates from CO2 and Epoxides Catalyzed by Hexaalkylguanidinium Halides

Hexaalkylguanidinium halides exhibit an efficient catalytic activity in the synthesis of cyclic carbonates from epoxides and carbon dioxide. By this method cyclic carbonates can be obtained in a high yield and a high selectivity at a low temperature and atmospheric pressure. This procedure is easy for the product isolation and recycling of the catalyst.     

Synthesis of Cyclic Carbonate Catalyzed by DBU Derived Basic Ionic Liquids

In this work, 1,8‐diazabicyclo[5.4.0]undec‐7‐ene (DBU), 1,5‐diazabicyclo[4.3.0]‐5‐nonene (DBN), and imidazole (MIM)‐derived bromide ionic liquids (ILs) were synthesized and used to catalyze the cycloaddition reactions of carbon dioxide (CO₂) with several kinds of epoxides to form cyclic carbonates. The DBU derived bromide ionic liquid system was found to have the best catalytic activity among all the tested ILs. The influences of reaction conditions (including temperature, pressure and reaction time) on the reaction of CO₂ to propylene oxide (PO) were studied to show the best conditions of 120 °C, 1 MPa, 2.5 h catalyzed by 2 mol% DBU‐derived bromide ionic liquid, with the conversion of PO and the selectivity of propylene carbonate (PC) reaching 99% and 99%, respectively. Under the optimum reaction conditions, the ionic liquid system could be reused at least five times without decrease in selectivity and conversion. NMR spectroscopy and DFT calculations were used to reveal the hydrogen‐bond interaction between ionic liquids and reagent, based on which the reaction mechanism was proposed.     

Chemoselective Synthesis of Asymmetrical Carbonate from Alcohol and Dimethyl Carbonate Catalyzed by Ytterbium(III) Triflate

Catalyzed by ytterbium(III) triflate, asymmetrical carbonate can be chemoselectively synthesized from alcohols and dimethyl carbonate (DMC) in moderate to good yield under the mild conditions.     

Dawson结构杂多酸盐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、高极性的有机溶剂,在有机合成、化妆品、电池电解质和脱碳溶剂等领域中具有重要应用.     

PdCl2-NiCl2-PPh3/PVP催化苯乙烯高区域选择性的氢酯化反应

烯烃与CO和醇的催化氢酯化反应是合成竣酸酯的一种简便方法．当烯烃是芳香烯烃时,其产物可用来制备极有价值的非自类解热镇痛抗炎药物ibaprofe。。、naproxen（支链型2一芳基丙酸类）：ArCH。（二。＋CO＋ROH、ArCH（CH。）COOR＋ArCH。CH。COOR＋ArCHfH。toRPd（OAc）。－rnontmorlllonlte－PPh。－HC卜和Pd（OAc）。－PPh。－p－toluenesulfonicacid'惮金属体系在高PPh。／Pd比的PPhs存在下,可高转化率、高选择性地催化芳香烯烃氢酯化反应生成支链酯．近年来高分子负载的双金属体系在选择性加氢"'、加氢脱氯"'中表…