生物技术在绿色化学研究中的应用

绿色化学领域的研究导向仍遵循着12条原则:在原料、反应试剂、催化剂、合成路线和产品等节点上以绿色物质取代有毒物质。另一个明显的研究趋势是密切结合或利用生物技术进行化工产品的合成,而对于生物合成的应用关键是找到合适的生物催化剂。

四甲基胍与离子液体协同催化合成苯氨基甲酸甲酯

将一系列咪唑类离子液体分别与四甲基胍(TMG)进行预混合制得一系列催化剂,于相同条件下考察了催化剂在苯胺(AN)与碳酸二甲酯(DMC)合成苯氨基甲酸甲酯(MPC)反应中的催化性能。结果表明,[bmim]BF_4([bmim]为1-丁基-3-甲基咪唑)与 TMG 混合制得的催化剂的活性最好。同时考察了催化剂制备条件对催化性能的影响,结果表明,在 m([bmim]BF_4):m(TMG)=2、20℃、60 min 的条件下制得的催化剂的性能最佳。优化了该催化剂合成 MPC 的反应条件,优化合成条件为n(DMC):n(AN)=3、170℃、3 h、催化剂用量为反应物总质量的15%,在此条件下,MPC 收率为46.0%,选择性为59.8%。将TMG 和[bmim]BF_4分别回收后,再制成催化剂循环使用,循环使用5次后,MPC 收率没有明显降低。

膨润土吸附丙烯酰胺的研究

针对水处理过程中使用聚丙烯酰胺后残留丙烯酰胺的问题,以膨润土为吸附剂,研究了膨润土对丙烯酰胺的吸附规律。结果表明,膨润土对丙烯酰胺的吸附过程符合拟一级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,最大饱和吸附量Qmax为232.558 mg/g,吸附热为3.92kJ/mol,主要为物理吸附。通过XRD和FT-IR表征,分析丙烯酰胺主要通过-NH2和-C=O基团与膨润土产生氢键作用,并发生插层吸附。

钠基膨润土-AM-AA共聚复合型净水剂的制备及表征

为了改善膨润土的吸附性能和使用性能,文中以钠基膨润土为主体原料,进行了丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)聚合制备钠基膨润土-聚丙烯酰胺-聚丙烯酸复合物的研究,并通过对产品和原料进行X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热重表征等表征分析,探讨了聚合机理。结果表明,丙烯酰胺和丙烯酸插层进入膨润土层间,在层间发生了聚合反应,所制备的复合物呈现类似吸水树脂的物理形态,在水中不发生解离。复合新型净水剂对Pb2+离子的吸附性能随着膨润土含量的提高而增加,且明显优于钠基膨润土。

四甲基胍催化碳酸丙烯酯与乙醇酯交换合成碳酸二乙酯

采用半连续操作方式，对四甲基胍（TMG）催化碳酸丙烯酯（PC）与乙醇酯交换合成碳酸二乙酯（DEC）反应进行了研究，重点考察了操作条件对合成DEC反应的影响。实验结果表明，TMG催化合成DEC的适宜反应条件为：催化剂用量为初始反应物质量的2．6％，乙醇与PC的摩尔比为10，反应温度80～85℃，反应时间为8h，乙醇滴加速率为1．5mL／min，全回流时间为0。在此条件下，PC转化率为95．8％，DEC收率为90．7％，DEC选择性为94．7％；说明TMG对PC与乙醇酯交换合成DEC反应具有良好的催化性能。

环己酮肟水解法合成硫酸羟胺的反应新工艺

为了开发一种合成硫酸羟胺的新工艺,以氯化铵作氮源合成的环己酮肟为原料,硫酸为催化剂,考察了不同反应条件下环己酮肟水解合成硫酸羟胺反应的性能,并采用红外光谱分析、元素分析和熔点分析对硫酸羟胺固体产品进行了表征分析确定。结果表明:当环己酮肟88.5 mmol,去离子水、硫酸和环己酮肟的物质的量之比为12.55:1.87:1,60℃下反应1 h,环己酮肟的转化率接近100%,硫酸羟胺固体产品的收率为41.7%。在此基础上,借助环己酮和环己酮肟的相互转化,构建了以低附加值氯化铵制备羟胺盐的新工艺过程。该过程不仅提供了合成固体羟胺盐的新工艺,而且为氯化铵废料的资源利用提供了良好的借鉴。

苯胺、碳酸二甲酯和甲醛直接合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯

以机械混合的Zn(OAc)_2和Hβ为催化剂,碳酸二甲酯(DMC)、苯胺和甲醛溶液为原料,采用"一步"法合成了二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)。实验结果表明,优化的反应条件是:n(DMC)/n(AN)/n(HCHO)=31/1/0.15、n(Zn(OAc)_2)/n(AN)=0.15、m(Hβ)/m(AN)=0.8,在120℃反应6h,苯胺转化率为79.8%,MDC收率为18.6%。Zn(OAc)_2+Hβ催化剂使用一次即失活,通过对失活催化剂表征发现其失活的原因是由于ZnO的生成所致。

负载型硫酸催化合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯

制备了SiO2负载硫酸催化剂,并将其用于催化苯氨基甲酸甲酯(MPC)与甲醛进行缩合反应合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(4,4′-MDC)。以碳酸二甲酯(DMC)为溶剂,考察了反应时间、反应温度、原料配比、催化剂用量、溶剂用量等因素对该缩合反应的影响。得到的适宜反应条件为:催化剂的酸量与甲醛的摩尔比为1.3、MPC与甲醛的摩尔比为4、DMC与MPC的质量比为8、反应温度80℃、反应时间3h。在此条件下,4,4′-MDC的收率为56.0%,选择性为75.0%。在催化剂循环使用过程中,催化剂初次使用后,活性有所降低,但选择性提高;此后其催化活性和选择性稳定,循环使用4次基本保持不变。

3-氨基-4-甲基苯氨基甲酸甲酯的合成、表征及定量分析

鉴于在尿素法合成甲苯-2，4-二氨基甲酸甲酯（TDC）反应中含有大量的中间产物3-氨基-4-甲基苯氨基甲酸甲酯（TMC），因此，建立TMC的分析方法有助于尿素法合成TDC反应研究。首先采用甲苯为溶剂、ZnCl：为催化剂，以2，4-二氨基甲苯和氯甲酸甲酯为原料合成了TMC；提纯后试样的熔程在1℃以内，表明其纯度较高；然后，采用FT-IR、’HNMR、元素分析、气质联用分析等方法确定了所合成的TMC试样的结构；采用外标法建立了TMC的高效液相色谱定量分析方法，测得其质量浓度在（O．3～1．5）×10μg／mL范围内与峰面积呈现良好的线性关系。

酸催化甘油醚化合成烷基甘油醚反应的研究进展

综述了酸催化甘油与烯烃或一元醇醚化合成烷基甘油醚反应的研究进展,包括甘油与异丁烯或叔丁醇醚化合成叔丁基甘油醚反应、甘油与乙醇醚化合成乙基甘油醚反应以及甘油与甲醇醚化合成甲基甘油醚反应等。最后,对甘油醚化反应研究前景进行了展望。

尿素羰基化作用研究进展

综述了尿素作为羰基化试剂合成氨基酸酯或碳酸酯类化合物及脲类化合物的研究进展,详细讨论了合成反应中所涉及的催化剂、反应机理和工艺条件,指出通过尿素醇解或胺解反应合成相应化合物是一条绿色工艺路线,具有广阔应用前景。

稀土/L型沸石主-客体发光功能材料的研究进展

沸石微孔晶体材料作为客体功能物种的主体材料在主-客体组装化学中发挥着越来越重要的作用,在微型激光器、非线性光学、生物成像、光放大及光显示等高技术领域已显示出广阔、诱人的发展前景.本文介绍国内外,特别是河北工业大学在稀土/L型沸石主-客体杂化功能材料的组装、结构及其发光性能的研究工作,具体包括:稀土有机配合物在L沸石孔道内的组装、L型沸石-有机高分子透明杂化发光材料的制备及稀土有机配合物诱导控制的L型沸石自组装等.此外,本文对稀土/L型沸石主-客体杂化发光功能材料的研究进行了展望.

尿素法合成氨基甲酸酯类化合物反应的研究进展

综述了有机胺、尿素和醇一步合成氨基甲酸酯类化合物反应的研究进展,重点讨论了合成反应中所涉及的催化剂、反应条件和反应机理,并对该合成方法的应用前景进行了展望。