杂多酸类离子液体催化剂的制备及其催化性能研究文献综述
2020-05-17 21:21:08
1.研究背景
离子液体,顾名思义是指完全由离子组成的液体,又称为低温熔融盐。通常是由有机阳离子和无机阴离子组成,离子间的静电引力较弱,因而具有较小的晶格能,在常温下呈液态。双核离子液体是一类稳定性更高的新型离子液体类化合物,将特定的双阳离子核与杂多阴离子作用,可以调节杂多酸的催化性能。
杂多酸是一类具有笼形结构的多核配合物,属强酸性、强氧化性双功能催化剂,并具有”假液相”特征,在催化领域有广泛的应用,但直接采用固体杂多酸作为催化剂,虽然催化活性高,但产物粘稠,夹杂在有机物中的杂多酸不易分离,在提纯处理时易在无机相中流失。
目前国内外关于新型离子液体-杂多酸杂化材料应用于催化领域的报道较多。
王军课题组在杂多酸离子液体的催化中开展了深入的研究,研究结果显示杂多酸离子液体是一种优良的酯化催化剂。梁金花等采用离子交换法成功合成出新型功能化双核离子液体双-(3-甲基-1-咪唑)亚烷基杂多酸盐,该类杂化物在十二醇和磷酸的酯化反应合成单十二烷基磷酸酯(MAP)中显示出良好的催化性能;其中双-( 3-甲基-1-咪唑)亚丁基磷钨酸盐的催化性能最好,在90 ℃下反应1 h,MAP收率和选择性分别达到43.5 %和99.9 %。
2.丁二酸的主要用途
丁二酸在食品、绿色溶剂、表面活性剂和制药等行业上有着很大的潜在的市场。例如,其作为四碳平台化合物,可以合成 1,4-丁二醇,四氢呋喃,丁内酯,马来酸,丁二酰亚胺,衣康酸,2-吡咯烷酮和 N-甲基吡咯烷酮;作为众多生物可降解物的单体,可以合成丁二酸丁二醇酯,聚丁二酸丁二醇酯-共-丙烯琥珀酸酯和聚 1,2 - 环氧琥珀酸等。随着生物基丁二酸研究工作的不断进步,生物基丁二酸存在的潜在市场被认为可能将从目前每年2万吨扩大十倍到每年27万吨。
3.丁二酸的主要生产方法
当前工业上生产丁二酸的方法主要是化学合成法,生产工艺相对较为成熟完善。主要的化学合成法有:石蜡氧化法、催化加氢法、电化学合成法。
生物转化法主要是指以富马酸为底物,通过富马酸还原酶的催化作用转化为丁二酸。通过根霉生产的富马酸产酸率、转化率均较高,可直接用富马酸酶法转换成丁二酸。生物转化法为丁二酸生产开拓了一条新的途径,但是由于使用了大量的底物富马酸,所以其生产的经济性还有待进一步研究。