基于氨基酸-多巴胺二元催化體系制備環(huán)狀碳酸酯反應(yīng)過程研究.pdf

1、近年來發(fā)展綠色、高效、廉價的方法把CO2轉(zhuǎn)化為有用的化工產(chǎn)品已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注，而CO2與環(huán)氧化合物環(huán)加成制備環(huán)狀碳酸酯的反應(yīng)是化學(xué)固定CO2的最有效的方法之一。合成環(huán)狀碳酸酯的關(guān)鍵在于開發(fā)催化劑，針對現(xiàn)有已開發(fā)催化劑在CO2與環(huán)氧化合物環(huán)加成的反應(yīng)中有毒有害，合成復(fù)雜，反應(yīng)條件苛刻等需要進(jìn)一步改進(jìn)的問題，本論文開發(fā)出了綠色安全、簡便高效、生物相容性的新型催化劑，取得了很好的催化效果，在此過程中進(jìn)一步驗證氫鍵協(xié)同催化機理在合成環(huán)狀碳酸

2、酯方面的應(yīng)用。論文主要創(chuàng)新性工作及成果如下:
　　1開發(fā)了用于制備環(huán)狀碳酸酯的KI/氨基酸二元催化體系。從21種氨基酸中選出了五種典型化學(xué)結(jié)構(gòu)的氨基酸（甘氨酸、蘇氨酸、天冬氨酸、組氨酸、色氨酸），篩選出了活性最高的氨基酸。探索了最佳的催化體系反應(yīng)條件，詳細(xì)地考察了催化劑的配比、數(shù)量，反應(yīng)溫度、壓力、時間等對CO2與環(huán)氧化合物環(huán)加成反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，在無任何其他溶劑的溫和反應(yīng)條件下(120℃，2MPa，1h)，KI/色氨酸（摩爾

3、比為1∶1）催化體系能實現(xiàn)99％的環(huán)氧丙烷轉(zhuǎn)化率和99％的碳酸丙烯酯選擇性;并且催化劑被重復(fù)循環(huán)使用6次后催化活性沒有明顯的下降;同時該催化體系同樣適用于其他端位的環(huán)氧化合物;最后運用核磁手段詳細(xì)的探討了催化劑的催化機理，驗證了路易斯堿-氫鍵協(xié)同催化機理的可行性，為后續(xù)催化劑的開發(fā)提供了依據(jù)。
　　2利用路易斯堿-氫鍵協(xié)同催化機理設(shè)計了用于制備環(huán)狀碳酸酯的KI/聚多巴胺催化體系。首先，合成了一系列不同納米尺寸的聚多巴胺微球用于催化