化學(xué)工藝專業(yè)畢業(yè)論文 [精品論文] 哌啶類氮氧自由基功能型離子液體催化醇氧化反應(yīng)研究

1、化學(xué)工藝專業(yè)畢業(yè)論文 化學(xué)工藝專業(yè)畢業(yè)論文 [精品論文 精品論文] 哌啶類氮氧自由基功能型離 哌啶類氮氧自由基功能型離子液體催化醇氧化反應(yīng)研究 子液體催化醇氧化反應(yīng)研究關(guān)鍵詞：離子液體 關(guān)鍵詞：離子液體 催化反應(yīng) 催化反應(yīng) 哌啶類氮氧自由基 哌啶類氮氧自由基 苯甲醇 苯甲醇摘要：離子液體是由陰陽(yáng)離子組成的室溫成液態(tài)的鹽，采用哌啶類氮氧自由基與離子液體相結(jié)合催化醇的氧化反應(yīng)，不僅可以使催化劑能夠重復(fù)使用，而且對(duì)于開(kāi)發(fā)綠色化工過(guò)程具有重

2、要意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文用 4-羥基-2，2， 6，6-四甲基哌啶氮氧自由基（TMHPO）替代昂貴的 2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基（TEMPO） ，與 CuCl 組成催化體系，催化芳香族伯醇的氧化反應(yīng)，并確 定出適宜反應(yīng)條件：2 mmol 苯甲醇，5mol％TMHPO，3mol％CuCl，1MPa O2，1mL[bmim]PF6，60℃反應(yīng) 24h。在此條件下，苯甲醇轉(zhuǎn)化率為 71％，苯甲醛選擇性為 97％，但催化體系無(wú)法重

3、復(fù)使用。以此條件催化一系列脂肪醇和芳香醇的氧化反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明，體系對(duì)芳香醇的催化性能總體優(yōu)于脂肪醇，伯醇優(yōu)于 仲醇。 以 TMHPO 為原型，合成了四種帶咪唑支鏈的哌啶類氮氧自由基功能型離子液體，其中兩種為首次設(shè)計(jì)并合成（TSIL-Ⅰ和 TSIL-Ⅱ） 。通過(guò)紅外、氫核磁、元素分析等手段，確定了 TSIL-Ⅰ和 TSIL-Ⅱ的分子結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)反應(yīng)影 響因素的考察，得到以 O2 為氧化劑的條件下，TSIL-Ⅰ催化苯甲醇氧化反應(yīng)的適宜條

4、件：2 mmol 苯甲醇，5mol％TSIL-Ⅰ，3mol％CuCl，3MPa O2，1ml H2O， 室溫反應(yīng) 24h。在此條件下，苯甲醇轉(zhuǎn)化率為 91％，苯甲醛選擇性為 98％，但體系重復(fù)使用性不好。隨后以此條件考察了 α-苯乙醇的氧化反應(yīng)，得出該催化體系適合催化伯醇的結(jié)論。 通過(guò)考察反應(yīng)影響因素，確定出 TSIL-Ⅱ催化苯甲醇＼NaClO 的適宜反應(yīng)條件：2 mmol 苯甲醇，5 mol％TSIL-Ⅱ， 6mmolNaClO，

5、室溫反應(yīng) 60 min。該條件下，苯甲醇幾乎完全轉(zhuǎn)化為苯甲醛，且催化體系重復(fù)使用 5 次后，其催化活性沒(méi)有明顯降低。發(fā)綠色化工過(guò)程具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文用 4-羥基-2，2，6，6-四 甲基哌啶氮氧自由基（TMHPO）替代昂貴的 2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基（TEMPO） ，與 CuCl 組成催化體系，催化芳香族伯醇的氧化反應(yīng)，并確定出適宜 反應(yīng)條件：2 mmol 苯甲醇，5mol％TMHPO，3mol％CuCl，1

6、MPa O2，1mL[bmim]PF6，60℃反應(yīng) 24h。在此條件下，苯甲醇轉(zhuǎn)化率為 71％，苯甲醛選 擇性為 97％，但催化體系無(wú)法重復(fù)使用。以此條件催化一系列脂肪醇和芳香醇的氧化反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明，體系對(duì)芳香醇的催化性能總體優(yōu)于脂肪醇，伯醇優(yōu)于仲醇。 以 TMHPO 為原型，合成了四種帶咪唑支鏈的哌啶類氮氧自由基功能型 離子液體，其中兩種為首次設(shè)計(jì)并合成（TSIL-Ⅰ和 TSIL-Ⅱ） 。通過(guò)紅外、氫 核磁、元素分析等手段，確定了

7、 TSIL-Ⅰ和 TSIL-Ⅱ的分子結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)反應(yīng)影響因素的考察，得到以 O2 為氧化劑的條件下，TSIL-Ⅰ催化苯甲醇氧化反應(yīng)的適宜條件：2 mmol 苯甲醇，5mol％TSIL-Ⅰ，3mol％CuCl，3MPa O2，1ml H2O，室溫反應(yīng) 24h。在此條件下，苯甲醇轉(zhuǎn)化率為 91％，苯甲醛選擇性為 98％，但 體系重復(fù)使用性不好。隨后以此條件考察了 α-苯乙醇的氧化反應(yīng)，得出該催化體系適合催化伯醇的結(jié)論。 通過(guò)考察反應(yīng)影響

8、因素，確定出 TSIL-Ⅱ催化苯甲醇＼NaClO 的適宜反應(yīng)條件：2 mmol 苯甲醇，5 mol％TSIL-Ⅱ，6mmolNaClO，室溫反應(yīng) 60 min。該條件下，苯甲醇幾乎完全轉(zhuǎn)化為苯甲醛，且催化體系重復(fù)使用 5 次后，其催化活性沒(méi)有明顯降低。 離子液體是由陰陽(yáng)離子組成的室溫成液態(tài)的鹽，采用哌啶類氮氧自由基與離子液體相結(jié)合催化醇的氧化反應(yīng)，不僅可以使催化劑能夠重復(fù)使用，而且對(duì)于開(kāi)發(fā)綠色化工過(guò)程具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文用

9、 4-羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基（TMHPO）替代昂貴的 2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基（TEMPO） ，與 CuCl 組成催化體系，催化芳香族伯醇的氧化反應(yīng)，并確定出適宜 反應(yīng)條件：2 mmol 苯甲醇，5mol％TMHPO，3mol％CuCl，1MPa O2，1mL[bmim]PF6，60℃反應(yīng) 24h。在此條件下，苯甲醇轉(zhuǎn)化率為 71％，苯甲醛選擇性為 97％，但催化體系無(wú)法重復(fù)使用。以此條件催化一系列脂肪醇

10、和芳香醇 的氧化反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明，體系對(duì)芳香醇的催化性能總體優(yōu)于脂肪醇，伯醇優(yōu)于仲醇。 以 TMHPO 為原型，合成了四種帶咪唑支鏈的哌啶類氮氧自由基功能型離子液體，其中兩種為首次設(shè)計(jì)并合成（TSIL-Ⅰ和 TSIL-Ⅱ） 。通過(guò)紅外、氫 核磁、元素分析等手段，確定了 TSIL-Ⅰ和 TSIL-Ⅱ的分子結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)反應(yīng)影響因素的考察，得到以 O2 為氧化劑的條件下，TSIL-Ⅰ催化苯甲醇氧化反應(yīng)的 適宜條件：2 mmol 苯甲醇，5m

11、ol％TSIL-Ⅰ，3mol％CuCl，3MPa O2，1ml H2O，室溫反應(yīng) 24h。在此條件下，苯甲醇轉(zhuǎn)化率為 91％，苯甲醛選擇性為 98％，但 體系重復(fù)使用性不好。隨后以此條件考察了 α-苯乙醇的氧化反應(yīng)，得出該催 化體系適合催化伯醇的結(jié)論。 通過(guò)考察反應(yīng)影響因素，確定出 TSIL-Ⅱ催化苯甲醇＼NaClO 的適宜反應(yīng)條件：2 mmol 苯甲醇，5 mol％TSIL-Ⅱ， 6mmolNaClO，室溫反應(yīng) 60 min。該條

12、件下，苯甲醇幾乎完全轉(zhuǎn)化為苯甲醛，且催化體系重復(fù)使用 5 次后，其催化活性沒(méi)有明顯降低。 離子液體是由陰陽(yáng)離子組成的室溫成液態(tài)的鹽，采用哌啶類氮氧自由基與離子 液體相結(jié)合催化醇的氧化反應(yīng)，不僅可以使催化劑能夠重復(fù)使用，而且對(duì)于開(kāi)發(fā)綠色化工過(guò)程具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文用 4-羥基-2，2，6，6-四 甲基哌啶氮氧自由基（TMHPO）替代昂貴的 2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基（TEMPO） ，與 CuCl 組成催化體系，催化