离子液体体系中α-当归内酯温和转化制备γ-戊内酯的研究

《离子液体体系中α-当归内酯温和转化制备γ-戊内酯的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、AthesissubmittedtoZhengzllouUniVersityforthede铲eeofMasterCatalytictransformationofbiomass—deriVed伐一angelicalactoneto丫一Valer01actoneinionic1iquidsatmildconditionsBy：I沁imeiCaoSuperVisor：ProfessorBaozengRenAssociateprofessorJi∞，uXiIlChemicalTecllll010州'一，SchoolofChemicalandEnerg

2、yEngineering'⋯一ZhengzhouUniVers时April2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：曹稚协日期：．b修年主月≥b日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或

3、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：蕾弹垮日期：沁f≯年5月；。日摘要随着化石燃料的日益枯竭及环境的日趋恶化，生物质作为唯一可再生碳源逐渐成为国内外的研究热点。Y．戊内酯作为一种可由生物质转化而来的高附加值化学品，其合成与应用已得到越来越多研究者的关注。然而，传统的

4、合成方法大多存在反应条件苛刻、使用有毒有机溶剂等缺陷，迫切需要开发新的合成方法，以降低过程的能耗、减少由此带来的环境污染。因而，本文针对这一问题，提出了新的工艺合成路线，并进行了条件优化及相关机理研究。本论文利用新型绿色溶剂离子液体作为反应溶剂，开发了以0【．当归内酯为原料，以Pd／C为催化剂，在温和条件下高效合成Y．戊内酯的方法。考察了不同离子液体作为反应溶剂对反应的影响，发现BmimPF6对Q．当归内酯的选择性加氢有明显的促进作用；同时，通过条件优化，在室温下，获得了loo％的转化率和选择性；对离子液体．催化剂体系进行循环实验，结果显示该体系

5、具有良好的循环性能，循环10次，反应转化率和选择性没有明显的降低；在氢气压力为4．OMPa的条件下，对该反应的动力学进行了研究，结果显示该反应体系为一级反应，反应活化能为27．9kJ／m01。同时对加氢机理进行了研究，0【．当归内酯先异构成p．当归内酯，再在催化剂表面进行吸附加氢。为降低催化剂的成本，选取不同组分的非晶态合金催化剂进行伐．当归内酯加氢研究，结果显示Ni．Mo．Al催化剂具有较好的活性和选择性，且BmimPF6与该催化剂协同作用对a．当归内酯选择性加氢有显著的促进作用；同时，考察了各反应因素的影响，结果表明：在80℃，反应8h，氢气

6、压力6．OMPa，催化剂用量为5训：％的条件下，Y．戊内酯收率可达到94．2％；并对反应体系进行了动力学研究，结果显示以Ni．Mo．灿催化q．当归内酯加氢反应的活化能为32．2kJ／m01，而以Pd／C作为催化剂的反应活化能为27．9kJ／mol，二者相比Ni．Mo．A1催化加氢活性稍低。以上结果同时表明非贵金属催化剂代替贵金属催化剂进行a。当归内酯加氢是可行的。本研究中用乙醚进行Y．戊内酯的回收，为避免有机溶剂给环境带来的影响，从而设计了BmimPF6／C02／甲醇三元反应体系，实现了反应分离一体化。首先考察了BmimPF6／C02／甲醇三元体

7、系的分相行为，随着C02压力的升高，均相体系逐渐分成三相，即上相为富C02相，中相为富甲醇相，下相为富离子液体相，继续升高压力，富甲醇相消失，体系变成上下两相；在该反应分离耦合体系中摘要进行0l一当归内酯的加氢反应，室温下反应5h，0【．当归内酯转化率可达99．O％，且上相中没有出现0【一当归内酯，而Y．戊内酯则大量存在于上相中，确保了加氢反应过程中产物分离的顺利进行，同时通过减压除去C02，蒸馏除去甲醇即可从上相得到高纯度的产物。关键词：0【一当归内酯；1，．戊内酯；离子液体；超临界C02；温和条件；催化转化；Pd／C；非贵金属催化剂；IIAb

8、stract’rheshortageoffossil如elsandeIⅣiromentalconsiderationarouseinte