芳香族溴化物的電催化羧化研究.pdf

1、隨著人類對賴以生存的環(huán)境保護意識的增強，綠色化學的概念日益興起。綠色化學的范圍很廣，包括消除有害物質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境友好產(chǎn)品、也可以是生產(chǎn)過程的綠色化等。其根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革現(xiàn)在的整個化學和化工。綠色化學的原則之一是“原子經(jīng)濟性”，即最大限度地利用原料分子中的每個原子，使之結合到目標分子中，達到零排放。有機電合成使用電子作為反應試劑，是一種綠色的合成技術。
　　 同時隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，能源需求的增長

2、，人類向大氣中排放的（二氧化碳）CO2量急劇增大，而CO2是引起全球“溫室效應”的氣體之一。因此如何將其固定變廢為寶，成為全球矚目的重要研究課題之一。
　　 安息香酸類化合物是一種重要的有機化工原料，其傳統(tǒng)的合成方法通常條件苛刻，需要在高溫高壓或者昂貴催化劑的存在下才能進行，而且產(chǎn)率也不是很高。將電化學這一綠色方法直接用于固定CO2合成安息香酸類化合物，具有很好的應用價值。
　　 本論文主要包括四部分來研究芳香基溴化物的

3、電羧化，分別考察了不同實驗條件對該類反應的影響，并初步推導了合成機理。
　　 第一部分常溫常壓下，在一室型電解池中，采用恒電流電解，以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，研究了溴苯的電羧化，并合成了苯甲酸。研究了支持電解質(zhì)、陰極材料、電流密度、通電量、溫度對該電羧化反應的影響。在優(yōu)化條件下，苯甲酸的產(chǎn)率可達78.2％。然后把該反應擴展到其他的芳香族溴化物，都得到了相應的羧酸化產(chǎn)物，產(chǎn)率在20.6％～35.3％范圍內(nèi)。運用循環(huán)伏

4、安法研究了溴苯的電化學還原行為，以及通入CO2對其還原的影響，結合電解結果和循環(huán)伏安行為研究推得了該電羧化反應機理。
　　 第二部分常溫常壓下，運用循環(huán)伏安法研究了對甲氧基溴苯的電化學行為。在一室型電解池中，采用恒電流電解，以飽和了CO2的DMF為溶液，Mg為犧牲陽極，研究了對甲氧基溴苯的電羧化。探討了支持電解質(zhì)、陰極材料、電流密度、通電量、溫度對該反應的影響。在0℃下，以銀為工作電極，鎂棒為對電極，在5mA.cm-2的電流密度

5、下恒電流電解，當通過2F·mol-1的電量后，對甲氧基苯甲酸的產(chǎn)率可達68.7％。
　　 第三部分常溫常壓下，在一室型電解池中，采用恒電流電解，以DMF為溶劑，Mg為犧牲陽極，研究了4-溴苯甲酸甲酯的電羧化。羧酸化產(chǎn)率受各個反應條件所影響，如：支持電解質(zhì)、電極材料、電流密度、通電量等。在優(yōu)化條件下，4-甲酸甲酯苯甲酸的產(chǎn)率可達60.4％。并運用循環(huán)伏安法研究了4-溴苯甲酸甲酯的電化學還原行為，以及通入CO2對其還原的影響。