維生素E及其中間體綠色化學(xué)研究.pdf

1、化學(xué)科學(xué)與化學(xué)工程技術(shù)的進步為國民經(jīng)濟增長、人民群眾生活水平的提高與社會的發(fā)展做出了十分重要的貢獻.但另外一方面,傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)也產(chǎn)生了大量的工業(yè)污染,造成了嚴重的環(huán)境問題,危及到可持續(xù)發(fā)展.上世紀90年代中期逐步發(fā)展起來的綠色化學(xué)從原理和方法上給傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)帶來了顯著的變化,是近年來化學(xué)工業(yè)尤其是精細化工研究的熱點和重點.本論文以綠色化學(xué)的基本原理和思路為指導(dǎo),以結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜具有十分廣闊的可工業(yè)化前景的簡單銨型離子液體為主要手

2、段,對維生素E及其中間體綠色化學(xué)問題進行研究. 論文首先對維生素E中間體2,2-二烷氧基丙烷的合成進行了研究.針對傳統(tǒng)方法中需要用到揮發(fā)性的有機溶劑以及對設(shè)備造成腐蝕的氯化氫酸性催化劑的不足,運用簡單銨型離子液體為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑,替代傳統(tǒng)方法需要用到揮發(fā)性的有機溶劑以及對設(shè)備造成腐蝕的氯化氫酸性催化劑,減小了對環(huán)境造成的污染. 論文第二部分以2-烷氧基丙烯與脫氫芳樟醇為原料,在酸性簡單銨型離子液體中經(jīng)過Saucy-Ma

3、rbet反應(yīng)制備維生素E中間體假紫羅蘭酮.假紫羅蘭酮是維生素E側(cè)鏈原料異植物醇的關(guān)鍵中問體.簡單銨型離子液體在反應(yīng)中起到催化劑的作用.引入酸性離子液體,替代了傳統(tǒng)方法中需要用到的揮發(fā)性有機溶劑,提高了反應(yīng)的選擇性.在成功進行了2,2-二烷氧基丙烷和假紫羅蘭酮的研究后,我們進而采用簡單銨型離子液體以異植物醇與三甲基氫醌為原料,經(jīng)過縮合反應(yīng)合成維生素E,取得了良好的實驗結(jié)果.反應(yīng)結(jié)束后,在反應(yīng)體系中加入水,由于維生素E不溶于水,而簡單銨型離

4、子液體易溶于水,從而簡單地實現(xiàn)了產(chǎn)物的分離.離子液體能夠循環(huán)重復(fù)套用. 論文的第三部分對2,2-二烷氧基丙烷裂解生成2-烷氧基丙烯反應(yīng)進行了系統(tǒng)的實驗與理論研究.首先合成了三種新型DMF型簡單銨型離子液體,并將其應(yīng)用于裂解反應(yīng).針對傳統(tǒng)裂解反應(yīng)溫度高、副反應(yīng)多、需要用到揮發(fā)性的有機溶劑、產(chǎn)物難于提純等缺點,對2,2-二烷氧基丙烷裂解反應(yīng)從氣相和凝聚相反應(yīng)兩個方面進行了實驗研究.在實驗工作基礎(chǔ)上,運用量子化學(xué)結(jié)合反應(yīng)動力學(xué)計算對裂

5、解反應(yīng)進行了理論研究.研究發(fā)現(xiàn),四元環(huán)的過渡態(tài)是烷氧基丙烷裂解反應(yīng)的主反應(yīng)通道.隨后的反應(yīng)動力學(xué)研究表明,在氣相反應(yīng)中,低溫區(qū)強烈的量子隧道效應(yīng)是2,2-二乙烷氧基丙烷和2,2-二甲烷氧基丙烷反應(yīng)體系反應(yīng)速率常數(shù)比值趨近于1的主要因素.在凝聚相中動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn),考慮電子相關(guān)的溶劑效應(yīng)是使2,2-二乙烷氧基丙烷和2,2-二甲烷氧基丙烷反應(yīng)體系在溶液相中裂解反應(yīng)速率常數(shù)趨近于1的主要因素,同時由于反應(yīng)在低溫區(qū)(<400K)進行,強烈的量子隧