羰基鈷化合物催化環(huán)氧乙烷氫酯基化反應(yīng)研究.pdf

1、本論文主要對環(huán)氧乙烷氫酯基化反應(yīng)性能進(jìn)行了研究，把自制的八羰基鈷、四羰基鈷鉀及羰基鈷功能化離子液體催化劑用于環(huán)氧乙烷(EO)氫酯基化制3—羥基丙酸甲酯(3—HPM)，考察了不同催化劑的催化反應(yīng)性能。 以EO、甲醇(MeOH)和一氧化碳(CO)為原料，CO2(CO)8為催化劑，咪唑?yàn)榇龠M(jìn)劑對合成3—HPM進(jìn)行了研究，考察了反應(yīng)溫度、壓力、EO的加入量等工藝條件對EO轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)物3—HPM選擇性的影響，確定的適宜反應(yīng)條件為：反應(yīng)

2、溫度80℃、CO壓力4.0MPa、時間12h、n(MeOH)：n(咪唑)：n(EO)=4.63：1.37：1，EO轉(zhuǎn)化率91.69％，3—HPM的選擇性達(dá)到82.26％。 將在四氫呋喃溶劑中用硼氫化法常溫常壓合成的四羰基鈷鉀(KCo(CO)4)成功應(yīng)用于催化EO、CO和MeOH氫酯基化制備3—HPM的反應(yīng)。用紅外光譜(液膜法)對其表征，發(fā)現(xiàn)在1899.93cm-1有一強(qiáng)吸收峰，證實(shí)了[Co(CO)4]—的存在；通過考察反應(yīng)溫度、

3、CO壓力及反應(yīng)時間等因素對反應(yīng)結(jié)果的影響，確定在反應(yīng)溫度75℃、CO壓力3.7MPa、反應(yīng)時間為10h較佳的反應(yīng)條件下EO轉(zhuǎn)化率為98.36％，3—HPM選擇性為87.54％。較佳工藝條件下對催化劑KCo(CO)4的重復(fù)使用性進(jìn)行考察，催化劑使用兩次還可以保持較高活性，但是第三次以后3—HPM的收率就明顯下降。 合成了一系列的1—烷基-3—甲基咪唑室溫離子液體和羰基鈷功能化離子液體。通過表征確定其結(jié)構(gòu)以及密度、粘度、熔點(diǎn)及熱穩(wěn)定

4、性，這些性質(zhì)隨著烷基鏈長度和陰離子的變化而改變。對于1—烷基-3—甲基咪唑陽離子，增加烷基鏈的長度引起了離子液體粘度的增加，相反地，密度減小。熱分析表明離子液體的熱分解溫度很高。對羰基鈷功能化離子液體[C6H5CH2mim][Co(CO)4]的合成、表征進(jìn)行了研究，采用[C6H5CH2mim]Cl和KCo(CO)4在溫和條件下合成了[C6H5CH2mim][Co(CO)4]；采用核磁共振氫譜和紅外光譜分別表征了羰基鈷功能化離子液體中[C