固体超强酸无溶剂催化季戊四醇衍生物的合成研究

摘要

固体超强酸催化剂因酸性强、催化活性高、可以回收再生使用、对设备无腐蚀性、对环境无污染、反应后处理简单等优点而被广泛关注，是一种具有良好工业应用前景的催化剂。无溶剂合成法由于具有操作简单、能耗低、选择性高、反应效率高等优点而被应用于多种有机合成反应中。本论文将两者的优点结合起来，在无溶剂条件下以经过我们改性的SO42-/MxOy型固体超强酸为催化剂，对季戊四醇的系列反应进行了探索研究。
　　在无溶剂条件下，使用自制的新型SO42-/TiO2-SnO2固体超强酸作催化剂，研究了季戊四醇和羧酸的酯化反应，合成了季戊四醇硬脂酸酯、季戊四醇油酸酯、季戊四醇四氯乙酸酯三种酯类化合物。并分别对催化剂用量、原料摩尔比、温度、时间等反应条件进行了优化，得到了良好的实验研究结果。季戊四醇硬脂酸酯的最高合成产率为89.4％，季戊四醇油酸酯的最高合成产率为91.5%，季戊四醇四氯乙酸酯的最高合成产率为98.7%。提出并讨论了固体超强酸催化季戊四醇酯化反应的可能机理。
　　以自制的SO42-/TiO2-ZrO2型固体超强酸作催化剂，在无溶剂的条件下，研究了季戊四醇和醛酮的缩醛化反应，合成了季戊四醇双缩苯乙酮、季戊四醇双缩苯丙酮、季戊四醇双缩对氟苯甲醛、季戊四醇双缩2,4-二氯-5氟苯乙酮等季戊四醇缩醛、酮类化合物，并对反应温度、反应物摩尔比、催化剂的使用量、反应时间等反应条件进行了筛选优化，所得产物产率均比较高。并探讨了该催化剂催化季戊四醇缩合反应的可能机理。
　　SO42-/MxOy型固体超强酸在上述反应中均有高的催化活性。对合成的化合物经过IR、1HNMR、MS等进行表征，并通过X-射线单晶衍射测定了部分化合物的单晶结构。获得了最佳的反应工艺条件，为实现季戊四醇衍生物的工业应用及其清洁生产奠定了基础。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 文献综述

1.1 引言

1 .2 固体超强酸催化剂[1-10 ]

1 .2 .1固体超强酸催化剂的定义

1 .2 .2固体超强酸催化剂载体的改性分类

1 .2 .3固体超强酸催化剂的制备方法

1 .2 .4固体超强酸催化剂的特点

1.3 无溶剂合成法综述[73]

1 .3 .1无溶剂反应中的分子运动及其影响因素

1 .3 .2无溶剂反应的操作方法

1 .3 .3无溶剂有机反应的优点

1 .4 选题背景与意义

第二章 固体超强酸无溶剂催化季戊四醇酯类化合物的合成

2 .1季戊四醇硬脂酸酯的合成

2 .1 .1实验部分

2 .1 .2 结果与讨论

2 .1 .3 反应条件的影响

2 .1 .4 机理探讨

2 .1 .5 结论

2 .2季戊四醇油酸酯的合成

2 .2 .1实验部分

2 .2 .2 结果与讨论

2 .2 .3反应条件的影响

2 .2 .4 机理探讨

2 .2 .5 结论

2 .3 季戊四醇四氯乙酸酯的合成

2 .3 .1实验部分

2 .3 .2 结果与讨论

2 .3 .3反应条件的影响

2 .3 .4 机理探讨

2 .3 .5 小结

2 .4 本章小结

第三章 固体超强酸无溶剂催化季戊四醇缩醛、酮类化合物的合成

3 .1季戊四醇双缩苯乙酮的合成

3 .1 .1 实验部分

3 .1 .2 结果与讨论

3 .1 .3反应条件的影响

3 .1 .4 机理探讨

3 .1 .5 结论

3 .2季戊四醇双缩苯丙酮的合成研究

3 .2 .1 实验部分

3 .2 .2 结果与讨论

3 .2 .3 反应条件的影响

3 .2 .4 机理探讨

3 .2 .5 小结

3 .3季戊四醇双缩对氟苯甲醛的合成

3 .3 .1 实验部分

3 .3 .2 结果与讨论

3 .3 .3 反应条件的影响

3 .3 .4 机理探讨

3 .3 .5 结论

3.4 季戊四醇双缩2,4-二氯-5氟苯乙酮的合成

3 .5 本章小结

第四章 总结与展望

4 .1 研究总结

4 .2 研究展望

参考文献

在校期间发表的学术论文

致谢