| 题名 | 磺酸功能化离子液体催化丙醛三聚反应的动力学及量化计算研究 |
| 作者 | 吴丽 |
| 学位类别 | 理学硕士 |
| 答辩日期 | 2013-05-31 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 李臻 |
| 关键词 | 醛三聚反应 Bronsted 酸性离子液体 反应动力学 量子化学计算 Cyclotrimerization Bronsted acidic ionic liquids Kinetics study Quantum chemistry calculations |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 醛的三聚反应在工业生产上是一类重要的反应，该反应的三聚产物1,3,5-三氧杂环己烷类化合物在实际生产中应用非常广泛。醛的环化三聚反应中常用的催化剂包括质子酸、路易斯酸、杂多酸及固体酸等传统催化剂，在实际应用中，这些催化剂均或多或少存在一些缺陷。例如，质子酸类催化剂对设备腐蚀性大、对环境不友好，固体酸类催化剂易失活、再生复杂等，因此寻求环境友好且性能突出的醛三聚反应催化剂变得尤为重要。近年来，由于离子液体独特的性质和对环境的友好特性开始备受人们的关注，特别是功能化离子液体的出现极大地拓展了离子液体的应用领域。以功能化离子液体取代传统催化剂的研究是目前催化领域的热点。虽然磺酸功能化离子液体作为催化剂在醛的三聚反应中取得了很好的催化效果，但是，到目前为止该反应以离子液体为催化剂的动力学过程还没有被系统研究过。 鉴于动力学研究对于反应机理的探索以及工艺过程开发的重要性，本论文以丙醛三聚反应为探针，重点针对磺酸功能化离子液体催化该反应的动力学过程进行系统的研究，同时采用量子化学计算的方法从微观角度探索丙醛三聚反应中反应物与酸功能化离子液体的相互作用。 1. 合成了多种磺酸功能化的 Bronsted 酸性离子液体（Bronsted acidic ionic liquids, BAILs）并将其应用于催化丙醛的三聚反应中。详细地考察了催化剂种类、催化剂酸性强度、催化剂用量、反应温度等因素对该反应的影响。研究发现，BAILs的酸性强度是影响其催化活性的重要因素之一，BAILs的 Bronsted 酸性越强，催化丙醛三聚反应的活性也越强。此外，根据相关的实验数据研究了磺酸功能化离子液体[BSTMG][HSO4]催化丙醛三聚反应的动力学过程，建立了反应的动力学模型并获得了相关的动力学参数值，如反应速率常数ki, 活化能 Ea 和指前因子Ai。 2. 选择了三种具有代表性的 BAILs，（[BSTMG][CF3CO2], [BSTMG][HSO4]和 [BSEt3N][HSO4]），采用密度泛函理论分别研究了三种离子液体中的阴/阳离子，以及离子对与丙醛的相互作用，并将相互作用的强弱与 BAILs 的催化活性进行了关联。研究发现，BAILs离子对与丙醛的相互作用越强，丙醛上的羰基越易被活化，引发三分子聚合生成目标产物。 |
| 公开日期 | 2014-05-03 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/5552]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_OSSO国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴丽. 磺酸功能化离子液体催化丙醛三聚反应的动力学及量化计算研究[D]. 中国科学院大学. 2013. |
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