《四羧基酞菁的制备表征及其催化性能的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四羧基酞菁的制备表征及其催化性能的研究（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-范文最新推荐-1 / 18四羧基酞菁的制备表征及其催化性能的研究摘 要：目前，环境问题已成为国际社会关注的焦点之一。因此，相关的绿色化学应运而生，与此相关的各种绿色化学合成方法、工艺倍受人们的关注。碳氢化合物的氧化是有机合成和工业使用的重要方法，氧化过程百分之九十是催化氧化过程。目前使用的催化体系主要有两种：一种是传统的化学催化，一种是自然界酶催化。化学催化与酶催化相比，不仅反应条件剧烈，而且有很多副反应，从而使产物的产率和选择性比较低，同时造成很高的能源消耗和资源浪费，还存在对生产设备的腐蚀和环境污染等问题。氧化反应是精细化学品生产中最主要的反应之一，烯烃的氧化反应产物是很多有机合成的中间
2、体。氧化烯烃所使用的氧化剂主要有双氧水、叔丁基过氧化氢、间氯过苯甲酸等，这些氧化剂或多或少存在一定的弊端。目前的研究主要集中在新的绿色催化氧化体系的探索。4214本论文探讨新型仿生水溶性催化剂制备及其在烯烃的环氧化和烯丙位氧化反应的应用。以氧气为氧化剂探索合理的催化氧化反应条件。关键词：酞菁；烯烃；烯丙位氧化；环氧化The Research on the Preparation, Characterization and Catalytic Properties of Tetracarboxylic PhthalocyanineAbstract：At present, environmenta
3、l problems have become the focus of attention of the international community one. Therefore, related to the green chemistry arises at the historic moment, and the related all sorts of green chemical synthesis method; process much the attention of people. The oxidation of hydrocarbons is organic synt
4、hesis and industrial use of important method, oxidation process ninety percent is catalytic oxidation process currently used catalytic system mainly has two kinds: one kind is the traditional chemical catalysis, enzyme catalysis is a kind of nature. Compared with the chemical -范文最新推荐-3 / 18catalytic
5、 enzyme catalysis, not only reaction conditions severe, and there are many side effects, so that the product yield and selectivity is lower, at the same time cause high energy consumption and large waste of resources, but also the existence of production equipment corrosion and environment pollution
6、. 3.4 研究内容 .154 结果与讨论.164.1 催化剂的表征 164.2 2,9,16,23-四取代酞菁钴催化剂催化烯烃氧化反应的结果与讨论.184.2.1 标准曲线的绘制 184.2.2 催化反应条件的确定 .225 反应机理.256 结论.26致谢.27参考文献 28附录.321 课题背景目前，环境问题已成为国际社会关注的焦点之一。因此，相关的绿色化学应运而生，与此相关的各种绿色化学合成方法、工艺倍受人们的关注1。面对我国日益严重的环境问题，绿色氧化方法是从源头解决环境污染问题的方法。避免、不用或少用对生态环境有害、有毒的原料、溶剂、试剂以及催化剂；不产生有害、有毒或难分解能富集的
7、产品和副产品，力求化学反应具有“原子经济性”、废物零排放和环境零污染。碳氢化合物的氧化是有机合成和工业使-范文最新推荐-5 / 18用的重要方法，氧化过程百分之九十是催化氧化过程。目前使用的催化体系主要有两种：一种是传统的化学催化，一种是自然界酶催化。化学催化与酶催化相比，不仅反应条件剧烈，而且有很多副反应，从而导致产物的产率和选择性比较低，同时造成很高的能源消耗和大量资源浪费，还存在对生产设备腐蚀和环境污染等问题。烃类物质的 C—H 键具有相当的惰性，要 C—H 键断裂和 C—O 键的形成，发生氧化，需要活化氧分子。在大多数的情况下
8、，这是需要高温高压条件的，同时又有可能发生自由基退化支链反应，生成很多副产物。这就使得传统化学催化氧化法在碳氢化合物催化氧化方面受到很多限制2。通过空气中的分子氧选择氧化各种碳氢化合物绿色合成高新精细化学品，一直是工业生产中亟需解决的重要问题。自然界中的酶，经过几十万年进化，具有高效、催化条件温和、能专一催化某一类反应的特点。但我们可以看到生物酶绝大多数对热敏感，稳定性、耐酸碱性很差并且来源也很有限。通过对酶的活性部位分析检测，确定其结构并对其催化反应的过程模拟，就很有可能找到合适的路径合成相关产品。这个过程就是仿生催化。 根据氧化剂的不同，烯烃环氧化的方法大致有以下几种：（1）卤醇法；（2）
9、双氧水环氧化法；（3）有机过氧酸法；（4）分子氧氧化法。此外还有电化学环氧化法和模拟生物法等。本论文探讨新型仿生水溶性催化剂制备及其在烯烃的环氧化和烯丙位氧化反应的应用。以氧气为氧化剂探索合理的催化氧化条件。3 金属酞菁合成以及对烯烃催化氧化反应研究3.1 实验试剂及仪器主要试剂见表 3.1。-范文最新推荐-7 / 18表 3.1 主要试剂Table 3.1 The main reagents试剂等级生产商1,2-二氯乙烷 AR 国药集团化学试剂有限公司异丁醛 AR 国药集团化学试剂有限公司氯苯 CP 国药集团化学试剂有限公司钼酸铵 AR 国药集团化学试剂有限公司氯化钴 AR 国药集团化学试剂
10、有限公司邻苯二甲酸酐 AR 国药集团化学试剂有限公司尿素 AR 国药集团化学试剂有限公司乙腈 AR 国药集团化学试剂有限公司环己烯 AR 国药集团化学试剂有限公司苯乙烯 AR 国药集团化学试剂有限公司α-甲基苯乙烯 AR 国药集团化学试剂有限公司四氯化碳 AR 国药集团化学试剂有限公司丙酮 AR 国药集团化学试剂有限公司α-蒎烯 90%Sigma Aldrich3-蒈烯 90%Sigma Aldrich 3.2.2 2,9,16,23-四羧基酞菁钴催化剂的制备将上述得到的四酰胺基酞菁与 50ml 2mol/L 的NaOH 的饱和氯化钠溶液混合置于三口烧瓶中，油浴-范文最
11、新推荐-9 / 18反应 10h，温度控制在 90100。反应停止后，用蒸馏水稀释反应液至 5 倍体积，抽滤除去不溶物，用浓盐酸调节滤液 pH≤3，将混合液离心，此过程重复操作三次。所得固体用蒸馏水洗涤至中性，最后用甲醇洗涤多次，在 100，0.1MPa 下真空干燥 24h 最终得到墨绿色四羧基金属酞菁。3.2.3 2,9,16,23-四取代酞菁钴的表征采用红外光谱、紫外光谱对合成的 2,9,16,23-四取代酞菁钴进行结构表征和分析。（1）红外吸收光谱 IR将合成的化合物充分干燥研磨，采用 KBr 压片法测得红外吸收光谱。（2）紫外- 可见光吸收光谱 UV-VIS分别称得 2,9,16
12、,23-四取代酞菁钴 0.1g 加入到10mlDMF 中，充分溶解后过滤除去未溶解的样品，稀释到合适的浓度用 10mm 厚的石英比色杯进行紫外-可见光光谱测定。3.3 2,9,16,23-四取代酞菁钴对烯烃环氧化反应的研究在 50mL 三口烧瓶中，依次加入 2,9,16,23-四酰胺酞菁钴或四羧基酞菁钴、溶剂、烯烃、异丁醛、氯苯，通入一定氧气，每隔 2 小时取样离心，分离出催化剂，取上清液用气相色谱内标法进行定量分析，并通过色谱- 质谱连用（GC-MS）进行定性分析。3.4 研究内容本文研究了在以四羧基酞菁为催化剂、以异丁醛为助催化剂，以氧气为氧化剂的氧化体系对烯烃氧化的影响。我们可以得到环氧
13、的产物、相应醛和酮。以下是各种底物的反应：-范文最新推荐-11 / 18415.02001氢气压力：0.1MPa；氮气压力：0.1MPa。图 4.1 3-蒈烯与内标的标准曲线Fig. 4.1 Standard curve of benzene chloride and 3-carene以氯苯作为内标，将 3-蒈烯与氯苯按照不同的质量比均匀混合，然后用气相色谱仪进行分析，以 3-蒈烯与氯苯的实际质量比作为横坐标，以 3-蒈烯与氯苯的气相面积比作为纵坐标作图，得 3-蒈烯与氯苯的标准工作曲线图（图 4.1） ，其拟合方程为y=1.2572x+0.0862，相关系数 R2=0.9987，可以满足实际
14、工作的需要。图 4.2 α-蒎烯与内标的标准曲线Fig. 4.2 Standard curve of benzene chloride and α-pinene以四氯化碳作为内标物，将α-蒎烯与四氯化碳以不同的质量比混合均匀，然后进行气相色谱分析，以α- 蒎烯与四氯化碳的实际质量比为横坐标，以α- 蒎烯与四氯化碳的气相面积比为纵坐标作图，得α- 蒎烯与四氯化碳的标准工作曲线图（图 4.2） ，其拟合方程为 y=12.8424x+1.9531，相关系数 R2=0.9962，可以满足实际工作的需要。图 4.3 环己烯与内标的标准曲线Fig. 4.3 Standard curve of be
