呋喃類平臺化合物的衍生化反應研究.pdf

1、生物質作為唯一可再生的有機碳資源，具有來源豐富，價格低廉，綠色環(huán)保以及可再生等優(yōu)點，是替代石油生產燃料和化學品的理想選擇。其中，糠醛和5-羥甲基糠醛(HMF)是兩種重要的生物質基平臺分子，可以通過不同的基元反應制備具有高附加值的平臺分子下游化學品，例如:糠偶姻、糠偶酰、5，5'-二羥甲基糠偶姻(DHMF)，5，5'-二羥甲基糠偶酰(BHMF)等。但是目前這些轉化還存在反應條件苛刻、產物選擇性差、催化體系過于復雜以及催化劑難以回收重復利用

2、等問題。因此，發(fā)展更多高效溫和催化體系來解決上述問題，為這些基元反應提供新的方法和思路顯的尤為重要。本文主要分為以下幾個部分:
　　第一章主要介紹了生物質和平臺分子的概念以及目前生物質轉化制備燃料的發(fā)展狀況;接著詳細介紹了平臺分子糠醛和HMF的制備以及各自轉化成為化學品或者燃料分子的最具代表性的研究進展;最后，簡單介紹了本文所應用的催化體系及研究進展。
　　第二章介紹了平臺分子糠醛和HMF通過自身碳-碳偶聯(lián)反應制備C10和C

3、12糠偶姻的方法。反應使用蒙脫土負載的噻唑類離子液體和堿結合形成的卡賓為催化劑，實現(xiàn)了糠醛和HMF的自身增碳偶聯(lián)，獲得了最高99％的C10糠偶姻產率以及98％的C12糠偶姻產率?？疾炝瞬煌軇Ψ磻挠绊?，發(fā)現(xiàn)在無溶劑條件下該反應依然可以得到很高的收率。同時，研究了不同噻唑類離子液體對反應產率的影響，發(fā)現(xiàn)噻唑環(huán)上帶有給電子基團的離子液體比帶有吸電子基團的具有更高的催化活性。最后研究了負載催化劑的重復利用性能，發(fā)現(xiàn)該催化體系重復利用四次以

4、后產率并沒有明顯的減少。
　　第三章介紹了C10和C12糠偶姻選擇性氧化制備α-呋喃基二酮的方法。合成了具有典型Keggin型結構的八鉬酸季銨鹽和十鎢酸季銨鹽催化劑，在較為溫和的條件下，獲得了100％的糠偶酰收率和94％的BHMF收率。提出了八鉬酸季銨鹽催化該反應可能的反應機理，發(fā)現(xiàn)與八鉬酸季銨鹽催化劑相比，十鎢酸季銨鹽催化劑在C10和C12糠偶姻選擇性氧化反應中的催化活性較低。與傳統(tǒng)方法相比，該方法具有操作簡單、環(huán)境友好、催化劑