铜催化末端炔烃与二氧化碳的反应开题报告
2020-04-26 11:54:03
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着现代社会的不断进步和发展,地球上的co2浓度逐年升高,据统计,在2014年,人类向大气中排放的co2达到了322亿吨,已经远远超出了自然界碳循环的能力[1]。co2是造成温室效应的主要气体之一,人们开始设想通过一定的技术,能够将co2工业化地转化为对人类有用的化工产品,既有效的缓解了温室效应,又能产生经济效益。因此,将co2催化转化为精细化学品逐渐成为了绿色化学的一个研究热点。
co2可以参与转化为氨基甲酸酯类化合物,这类化合物在医药、农药以及有机合成中有着广泛应用,也可以作为氨基的保护基团[2.3],是一类重要的有机化合物。通常制备 β-羰基氨基甲酸酯类化合物的方法有co2和胺与卤代烷[4-5]、醇[6-7]、炔烃[8]、碳酸二甲酯[9]等亲电试剂反应。其中,通过co2、炔丙醇和仲胺的三组分“一锅”反应制备β-羰基氨基甲酸酯类化合物, 具有原料易得、步骤简单等优点,因而这也是本课题拟采用的反应途径[10]。
但是co2中的碳原子处于最高氧化价态,化学性质稳定(△g = 394.38 kj/mol),同时co2具有动力学惰性,为使其能够有效地进行化学转化反应,通常采用高温、高压等反应条件,或采用高能态化合物(如锂试剂、格氏试剂等)与co2进行反应或者进行活化。但是这些条件较为苛刻,反应物太过活泼,不适合大规模工业化应用,因此,亟待开发新型的温和条件下可以使用的催化剂。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备:向加有磁子的10 ml规格的schlenk反应管中, 分别加入cui (19.1 mg, 0.1 mmol)、炔丙醇(2.0 mmol)、胺(2.0 mmol),随后在支管口连接 co2气球. 该反应在70℃条件下反应6 h;移出反应液,并用二氯甲烷(3 ml)洗涤反应管两次,合并有机相.通过旋转蒸发仪除去有机溶剂后,经过柱层析(使用石油醚和乙酸乙酯混合液为洗脱剂,体积比100∶1~20∶1)方法分离出目标产物。
材料表征:称量质量确定收率,所有产物均经核磁共振光谱和质谱确认。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-6周:按照设计方案,设计一系列新型铜催化体系。
第7-9周:按照设计方案,筛选出最佳的反应体系和反应条件。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] liang q, su h, yan j, et al. n-dopedmesoporous carbon as a bifunctional material for oxygen reduction reaction andsupercapacitors[j]. chinese journal of catalysis, 2014, 35(7):1078-1083.
[2] wu t t, huang j, arrington n d, et al.synthesis and herbicidal activity of alpha-heterocyclic carbinolcarbamates.[j]. journal of agricultural amp; food chemistry, 1987,35(5):817-823.
[3] vautheyi, valot f, gozzi c, et al. cheminform abstract: an environmentally benignaccess to carbamates and ureas[j]. tetrahedron letters, 2000, 41(33):6347-6350.