制備碳酸丙烯酯與γ-戊內(nèi)酯的研究.pdf

1、鑒于全球氣候溫室效應(yīng)越來越嚴(yán)重，由化學(xué)方法固定二氧化碳越來越受到大家密切關(guān)注。同時迫切需要開發(fā)一種實(shí)用的，對環(huán)境友好的碳資源來代替消耗不可再生的化石燃料。從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)來看，二氧化碳是一種大量的、廉價(jià)的、無毒的、功能性強(qiáng)的、可再生的碳資源。因此，科學(xué)工作者做了很多的努力把二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的化學(xué)品。其中原子高效催化二氧化碳與環(huán)氧化合物生成五元環(huán)碳酸鹽的研究倍受關(guān)注。五元環(huán)碳酸鹽被廣泛的應(yīng)用于極性非質(zhì)子溶劑，鋰離子電池電解質(zhì)，單體單

2、元的聚碳酸酯，也是生產(chǎn)藥物和精細(xì)化學(xué)品的中間體。生物質(zhì)資源的開發(fā)和利用是人類發(fā)展可再生能源的重要選擇，通過對生物質(zhì)原料的有效催化轉(zhuǎn)化，可以為人類提供可再生的能源，同時可以制備重要的精細(xì)化學(xué)品。γ-戊內(nèi)酯的合成是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要途徑之一。乙酰丙酸加氫轉(zhuǎn)化的過程中，缺點(diǎn)很多，底物分子會堵塞活性位，使催化劑活性下降，乙酰丙酸乙酯加氫則沒有這些缺點(diǎn)。
　　本課題研究發(fā)現(xiàn)，鈦酸納米管(TNT)是一種穩(wěn)定的，高效的，而且可循環(huán)的路易斯酸催化劑

3、，可以用于催化二氧化碳(CO2)與環(huán)氧丙烷環(huán)加成生成碳酸丙烯酯(PC)。上述反應(yīng)中，在相對溫和的條件下，以TNT為催化劑，碘化鉀、四丁基溴化銨、四苯基溴化膦為助催化劑，PO轉(zhuǎn)化到PC的轉(zhuǎn)化率大于99.9％，PC的選擇性能達(dá)到100％。實(shí)驗(yàn)研究顯示，TNT催化劑表面最活躍的兩個活性位點(diǎn)羥基基團(tuán)和路易斯酸酸性位點(diǎn)，是催化環(huán)加成催化反應(yīng)的活性中心?；诿芏确汉瘮?shù)的理論計(jì)算進(jìn)一步的證明了TNT強(qiáng)的路易斯酸性大大的減少了PO的開環(huán)能壘，從而使得隨