制備碳酸丙烯酯與γ-戊內酯的研究.pdf

1、鑒于全球氣候溫室效應越來越嚴重，由化學方法固定二氧化碳越來越受到大家密切關注。同時迫切需要開發(fā)一種實用的，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)展的觀點來看，二氧化碳是一種大量的、廉價的、無毒的、功能性強的、可再生的碳資源。因此，科學工作者做了很多的努力把二氧化碳轉化為有價值的化學品。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注。五元環(huán)碳酸鹽被廣泛的應用于極性非質子溶劑，鋰離子電池電解質，單體單

2、元的聚碳酸酯，也是生產藥物和精細化學品的中間體。生物質資源的開發(fā)和利用是人類發(fā)展可再生能源的重要選擇，通過對生物質原料的有效催化轉化，可以為人類提供可再生的能源，同時可以制備重要的精細化學品。γ-戊內酯的合成是生物質轉化的重要途徑之一。乙酰丙酸加氫轉化的過程中，缺點很多，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。
　　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轉化到PC的轉化率大于99.9％，PC的選擇性能達到100％。實驗研究顯示，TNT催化劑表面最活躍的兩個活性位點羥基基團和路易斯酸酸性位點，是催化環(huán)加成催化反應的活性中心。基于密度泛函數(shù)的理論計算進一步的證明了TNT強的路易斯酸性大大的減少了PO的開環(huán)能壘，從而使得隨