盐式有机酸催化剂及清洁有机合成反应研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 罗海棠 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-22 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 杨立明 |
| 关键词 | 盐式有机酸催化剂 Bronsted酸的聚苯胺盐 酸催化 无溶剂 环境友好 salt-type organic catalysts polyaniline salt acid-catalysis solvent-free environmental benign |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 酸催化在实验室有机合成和化学生产中占有重要地位，是催化化学的一个重要分支。近年来，使用环境友好的酸催化剂取代传统酸性催化材料成为化学研究的热门主题之一。盐式有机酸催化剂——氨基磺酸、聚苯胺盐及衍生物等，作为新型酸催化剂在许多有机催化反应中有重要的应用。另外，大多数有机反应需要在有机溶剂中进行。但是，大多数的有机溶剂易挥发、易燃、有毒、污染环境且难回收。因而，有机反应的无溶剂化也是绿色化学化工的重要内涵之一。 本论文以聚苯胺盐类等有机盐为催化剂，开展了有机盐催化下的酯化、羰基和醇羟基官能团保护、Pechmann、Paal-Knorr、Mannich等有机反应研究。 （1）聚苯胺及衍生物催化剂的合成与表征 合成了聚苯胺、聚苯胺盐、聚3-苯胺-1-丙磺酸(PAPSA)和聚4-苯胺-1-丁磺酸(PABSA)等聚苯胺类物质，并通过红外、紫外、热重、扫描电镜、透射电镜及X射线衍射等进行了表征。（2）磺酸基团接枝改性的聚苯胺盐催化化学选择性酯化反应 首次将PABSA用于催化无溶剂酯化反应。各种低碳的饱和羧酸与一级醇的反应产率均可达到98％以上，较传统的有机溶剂体系提高了20%左右；高级饱和羧酸与醇也能生成相应的酯，叔丁醇的产物为单一的叔丁醇酯，而芳香羧酸几乎不反应。PABSA具有较好的化学选择性和重复使用性。 （3）磺酸基团接枝改性的聚苯胺盐催化有机官能团保护反应研究 以乙酸酐、乙二醇、1, 2-丙二醇、新戊二醇或2, 3-丁二醇为官能团保护试剂，催化量的PABSA使带有脂肪链、芳香基、不饱和基团、杂原子等不同化学结构的羰基化合物有效转化为相应的缩醛产物。PABSA催化体系具有催化剂廉价、非腐蚀而且重复使用性能稳定、实验操作简单、目标产物选择性单一等特点。 （4）磺酸基团接枝改性的聚苯胺盐催化Pechmann重排反应 研究了PABSA催化的Knoevenagel以及Pechmann重排反应，得到较高的产物选择性和较好的底物转化率。在120 °C、1 mol％ 催化剂催化下，间苯二酚能够以98％的产率得到7-羟基-4-甲基香豆素。催化剂量的PABSA就可以顺利完成Pechmann重排反应，且催化剂与产物分离不需要加入碱性中和试剂；所用的溶剂和催化剂可以回收再使用，减少了环境污染和废料的生成。 (5) 氨基磺酸催化合成杂环、杂原子化合物 首次采用氨基磺酸为催化剂研究了Paal-Knorr吡咯合成反应。在室温条件下，合成了一系列的吡咯、呋喃和噻吩化合物，产率均在90%以上，使用五次后的催化剂没有明显的失活；首次利用氨基磺酸催化剂在温和的条件下高效地合成β-氨基羰基和β-乙酰氨基酮类化合物。本研究为相关化合物提供了简单、有效、绿色的催化合成路径。 |
| 学科主题 | 有机化学 |
| 公开日期 | 2012-11-08 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1802]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_环境材料与生态化学研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 罗海棠. 盐式有机酸催化剂及清洁有机合成反应研究[D]. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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