离子液体在CO2环加成反应中的应用

离子液体(ILs)作为一种新型的"绿色溶剂",因其具有热稳定性好、挥发性低、结构可设计性等优点被广泛应用在CO_2环加成反应中。综述了由ILs催化CO_2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展,从反应相态的角度将ILs催化剂分为普通ILs催化剂和负载ILs催化剂,分别阐述了其催化性能。简要分析了ILs催化剂目前存在的主要问题,并对ILs在CO_2环加成反应中的应用进行了展望。     

离子液体在CO_2环加成反应中的应用

离子液体作为一种新型的“绿色溶剂”,因其具有热稳定性好、挥发性低、结构可设计性等优点被广泛应用在CO2环加成反应中。综述了由离子液体催化CO2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展,从反应相态的角度将离子液体催化剂分为普通离子液体催化剂和负载离子液体催化剂,分别阐述了其催化性能。简要分析了离子液体催化剂目前存在的主要问题,并对离子液体在CO2环加成反应中的应用进行了展望。     

离子液体在CO_2环加成反应中的应用

离子液体作为一种新型的“绿色溶剂”,因其具有热稳定性好、挥发性低、结构可设计性等优点被广泛应用在CO2环加成反应中。综述了由离子液体催化CO2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展,从反应相态的角度将离子液体催化剂分为普通离子液体催化剂和负载离子液体催化剂,分别阐述了其催化性能。简要分析了离子液体催化剂目前存在的主要问题,并对离子液体在CO2环加成反应中的应用进行了展望。     

多位点离子液体聚合物催化CO2环加成反应研究

CO₂与环氧化物环加成反应制备环状碳酸酯是一条绿色经济的CO₂利用途径。针对现有CO₂与环氧化物环加成反应中非均相离子液体催化剂活性低和活性组分易流失等问题,设计制备了系列多位点离子液体超交联聚合物HCPs-[DmPhe]Br,研究了多位点协同作用、超交联聚合物组成和结构等因素对其催化CO₂与环氧化物环加成反应性能的影响。其中,同时含有双季铵-卤素离子对、羟基和叔胺结构的HCP-[DmPhe]Br-DCX离子液体超交联聚合物催化剂,在1.3 MPa, 130℃,8 h的条件下,可实现94%的碳酸丁烯酯收率,且催化剂循环稳定性好,重复使用5次,催化活性没有明显降低。另外,超交联聚合物的多孔结构以及大比表面积促进了离子液体的较好分散,使其与离子液体单体具有相当的活性。该工作对CO₂与环氧化物环加成反应高效非均相离子液体催化剂的开发与优化具有一定的借鉴意义。     

烯烃与二氧化碳直接合成环碳酸酯的研究进展

二氧化碳(CO_2)是一种来源丰富、价廉易得的C1资源,将二氧化碳化学固定为环碳酸酯是最具工业应用前景的CO_2资源化利用途径之一。相比于环氧化物与CO_2反应制备环碳酸酯,以毒性小、价格低廉的烯烃为原料,通过环氧化、CO_2环加成反应一步制备环碳酸酯,由于反应路线简洁、原子经济性高,具有重要的工业应用价值。在此回顾了近年来烯烃与CO_2直接合成环碳酸酯的研究进展,着重介绍了不同种类的催化剂,主要包括离子液体、金属氧化物或盐、金属有机配合物、金属有机框架材料等催化剂,并对其未来发展方向进行了展望。     

离子液体辅助催化CO_2与环氧丙烷合成环碳酸酯

Zn-Fe双金属氰化物(DMC)催化剂通过清洁高效的机械球磨法来制备,并以咪唑类低共熔溶剂为助催化剂,通过协同催化二氧化碳(CO2)与1,2-环氧丙烷(PO)的环加成反应合成环碳酸酯(PC)。利用一系列技术表征手段对主催化剂与环加成产物PC的结构及其性能进行了测试表征。结果表明,咪唑类离子液体可有效辅助主催化剂催化CO2与PO的环加成反应,离子液体可改善该进程的催化活性和产率。     

离子液体辅助催化CO_2与环氧丙烷合成环碳酸酯

Zn-Fe双金属氰化物(DMC)催化剂通过清洁高效的机械球磨法来制备,并以咪唑类低共熔溶剂为助催化剂,通过协同催化二氧化碳(CO2)与1,2-环氧丙烷(PO)的环加成反应合成环碳酸酯(PC)。利用一系列技术表征手段对主催化剂与环加成产物PC的结构及其性能进行了测试表征。结果表明,咪唑类离子液体可有效辅助主催化剂催化CO2与PO的环加成反应,离子液体可改善该进程的催化活性和产率。     

用于CO_2和环氧化物开环加成的负载型催化剂研究进展

综述了利用负载型催化剂催化CO_2和环氧化物开环加成制备环状碳酸酯的研究进展,重点以负载型催化剂常用载体为依据,对负载型催化剂的制备方法、反应条件、选择性及催化活性进行了阐述,为制备新型高效负载型催化剂的进一步研究     

碱性树脂催化合成生物质五元环状碳酸酯

生物质材料环氧大豆油和CO2在碱性树脂D201的催化下,通过环加成反应生成五元环状碳酸酯。近一步对D201树脂进行改造和改性,得到系列新型碱性树脂催化剂,考察了温度、时间、催化剂种类等因素对反应的影响。结果表明,制备的碱性树脂催化剂的催化活性均高于D201树脂,其中以碘离子改进型碱性树脂催化剂的催化活性最高,在反应温度为120℃、反应时间为12 h的条件下,可使环氧大豆油的转化率达到90%以上。     

金属配合物催化CO_2转化为环碳酸酯的进展

利用CO_2与环氧化合物的环加成反应制备环碳酸酯,具有100%的原子经济性、环境友好等特点,有利于缓解温室气体效应,有着重要的理论和现实意义。开发新颖、高效的催化体系是该反应顺利快速进行的关键所在。近年来,金属配合物催化体系在环氧化合物和CO_2环加成反应应用最多,催化效果最为出色。综述了金属配合物催化体系如主族金属、过渡金属、镧系金属以及3d-4f金属催化剂等在CO_2与环氧化物环加成反应领域的研究进展,为今后合成新型高效金属配合物催化体系提供重要参考。     

离子液体和低共熔溶剂催化二氧化碳合成有机碳酸酯的研究进展

离子液体和低共熔溶剂因其良好的溶解与催化能力,可催化CO₂转化为高附加值化学品。本文综述了离子液体和低共熔溶剂催化CO₂转化为有机碳酸酯的研究进展,分析了CO₂与醇生成直链碳酸酯以及与环氧化物生成环状碳酸酯的反应机理;介绍了传统型、质子型、功能化离子液体以及由氯化胆碱、季铵盐与季膦盐、有机碱等作为氢键受体组成的低共熔溶剂,及其在CO₂转化为直链和环状碳酸酯反应中的催化性能;总结了此两类反应中离子液体和低共熔溶剂设计的基本规律;指出了CO₂转化反应中离子液体与低共熔溶剂存在的催化效率低、稳定性不高、后续分离困难等问题,后续研究可结合计算机辅助设计方法,探索更合适的阴阳离子/氢键供受体组合,获得更高效的催化体系。     

多孔有机聚合物催化二氧化碳合成环状碳酸酯研究进展

二氧化碳（CO₂）捕集、利用和储存（CCUS）在全球能源结构转型中是一种极具潜力的策略,能够实现能源供给、基础原料产出以及限制气候变化。多孔有机聚合物（POPs）具有高CO₂吸附容量和吸附选择性、突出的结构特性以及优异的化学可调控性,其作为极具潜力的材料广泛应用于催化CO₂参与的有机反应中。其中,CO₂与环氧化物环加成生成环状碳酸酯的反应具有100%的原子经济性,且其产物也极具工业价值。本文基于CO₂环加成反应催化机制,从催化剂的合成方法、结构性质与组成特性角度出发,综述了POPs在CO₂/环氧化物环加成反应的研究进展,包括金属配合物类、氢键供体类、离子液体类、金属配合物/离子液体和氢键供体/离子液体等有机多孔聚合物体系。通过阐述POPs在催化CO₂制备高附加值环状碳酸酯反应中的研究现状和发展趋势,为POPs的开发与应用以及CO₂综合利用的工业化探索提供具有建设性的指导意见。     

离子液体功能化salen Mn催化苯乙烯与CO2一锅合成碳酸苯乙烯酯

合成了咪唑离子液体功能化salen Mn配合物(IL-salen Mn),并作为催化剂应用于苯乙烯与CO2一锅合成碳酸苯乙烯酯反应中.以尿素过氧化氢(UHP)为氧化剂、吡啶氮氧化物(PyNO)为助剂,催化苯乙烯高效制备环氧苯乙烷,继而催化环氧苯乙烷与CO2发生环加成反应合成碳酸苯乙烯酯.考察了催化剂种类和用量、助剂用量、氧化剂种类和用量、反应时间、反应温度及CO2压力对上述反应的影响.结果表明,当催化剂IL-salen Mn用量为苯乙烯物质的量的8％、n(苯乙烯):n(UHP):n(PyNO)=1.0:3.0:0.2、环氧化反应温度和时间分别为30℃和5 h、环加成反应温度和时间分别为80℃和12 h、CO2压力为1.0 MPa时,苯乙烯的转化率为90％,碳酸苯乙烯酯收率达到32％.结合前期研究与反应时间动力学结果,推测了该一锅反应的可能机理.     

离子液体功能化salen Mn催化苯乙烯与CO2一锅合成碳酸苯乙烯酯

合成了咪唑离子液体功能化salen Mn配合物(IL-salen Mn),并作为催化剂应用于苯乙烯与CO2一锅合成碳酸苯乙烯酯反应中.以尿素过氧化氢(UHP)为氧化剂、吡啶氮氧化物(PyNO)为助剂,催化苯乙烯高效制备环氧苯乙烷,继而催化环氧苯乙烷与CO2发生环加成反应合成碳酸苯乙烯酯.考察了催化剂种类和用量、助剂用量、氧化剂种类和用量、反应时间、反应温度及CO2压力对上述反应的影响.结果表明,当催化剂IL-salen Mn用量为苯乙烯物质的量的8％、n(苯乙烯):n(UHP):n(PyNO)=1.0:3.0:0.2、环氧化反应温度和时间分别为30℃和5 h、环加成反应温度和时间分别为80℃和12 h、CO2压力为1.0 MPa时,苯乙烯的转化率为90％,碳酸苯乙烯酯收率达到32％.结合前期研究与反应时间动力学结果,推测了该一锅反应的可能机理.     

离子液体功能化salen Mn催化苯乙烯与CO2一锅合成碳酸苯乙烯酯

合成了咪唑离子液体功能化salen Mn配合物(IL-salen Mn),并作为催化剂应用于苯乙烯与CO2一锅合成碳酸苯乙烯酯反应中.以尿素过氧化氢(UHP)为氧化剂、吡啶氮氧化物(PyNO)为助剂,催化苯乙烯高效制备环氧苯乙烷,继而催化环氧苯乙烷与CO2发生环加成反应合成碳酸苯乙烯酯.考察了催化剂种类和用量、助剂用量、氧化剂种类和用量、反应时间、反应温度及CO2压力对上述反应的影响.结果表明,当催化剂IL-salen Mn用量为苯乙烯物质的量的8％、n(苯乙烯):n(UHP):n(PyNO)=1.0:3.0:0.2、环氧化反应温度和时间分别为30℃和5 h、环加成反应温度和时间分别为80℃和12 h、CO2压力为1.0 MPa时,苯乙烯的转化率为90％,碳酸苯乙烯酯收率达到32％.结合前期研究与反应时间动力学结果,推测了该一锅反应的可能机理.     

中空Zn/Co ZIF颗粒固载离子液体高效催化CO_2环加成反应

通过浸渍法法将离子液体(1-甲基-3乙基咪唑溴盐)固载于H-Zn/Co-ZIF中,记为H-Br/Zn/Co-ZIF。将该催化剂应用到催化CO_2与环氧氯丙烷的环加成反应当中,考察了反应温度、CO_2压力以及有无离子液体对反应转化率的影响。该催化剂解决了传统离子液体催化剂使用后难以回收利用的问题,该催化剂在反应后经甲醇洗涤离心即可回收使用,并且催化剂在使用4次后仍具有较高的催化活性。     

多孔超交联聚合物固载离子液体催化二氧化碳环加成反应的研究进展

CO₂是一种主要的温室气体,以CO₂为原料与环氧化物发生环加成反应可以制备各种环状碳酸酯,是一种绿色可行的CO₂捕集及利用途径。多孔超交联聚合物固载离子液体（hypercrosslinked polymers immobilized ionic liquids,HCP-ILs）催化CO₂环加成反应具有无需溶剂、金属和助催化剂等优点。本文对其近年来的最新研究进展进行了综述,总结了离子单体自聚/共聚或交联法、离子与交联一步法以及交联后修饰法三种制备超交联聚合物固载离子液体方法的特点,分析了目前还存在离子密度偏低、催化效率不够高以及制备成本偏高等不利于“CO₂化工”应用的问题,并指出为实现在常压下快速催化CO₂与环氧化物的环加成反应,应从提高离子密度、调控表面活化功能基团和离子微环境以及降低制备成本等方向加强理论研究和技术攻关。     

离子液体功能化salen Mn催化苯乙烯与CO2一锅合成碳酸苯乙烯酯

合成了咪唑离子液体功能化salen Mn配合物（IL-salen Mn）,并作为唯一催化剂成功应用于苯乙烯与二氧化碳一锅合成碳酸苯乙烯酯反应中。首先,以尿素过氧化氢（UHP）为氧化剂、吡啶氮氧化物（PyNO）为助剂,催化苯乙烯高效制备环氧苯乙烷,继而催化环氧苯乙烷与二氧化碳发生环加成反应合成碳酸苯乙烯酯。分别考察了催化剂的种类和用量、助剂用量、氧化剂种类和用量、反应时间以及反应温度等因素对上述反应的影响。当催化剂用量为8 mol%（以反应物总的物质的量记）,n(苯乙烯)∶n(UHP)∶n(PyNO)=1.0∶3.0∶0.2,环氧化反应温度和时间分别为30 ℃和5 h,环加成反应温度和时间分别为80 ℃和12 h,二氧化碳压力为1 MPa时,苯乙烯的转化率为90%,碳酸苯乙烯酯收率达到32%。结合前期研究与反应时间动力学结果,推测了该串联反应可能的机理。     

离子液体在催化领域的研究进展与工业化应用

综述了近两年离子液体催化剂在酯化反应、重排反应、羰基化反应和二氧化碳环加成反应中的研究进展,并介绍离子液体在烷基化和碳酸酯工业化生产中的实践。     

均相催化剂催化CO_2与环氧化物合成环状碳酸酯的研究进展

以CO_2与环氧化物合成环状碳酸酯为研究对象,综述了有机碱催化剂、碱金属卤化物催化剂、酸碱性催化剂、金属配合物催化剂、杂多酸盐催化剂、离子液体催化剂6类均相催化剂的研究进展,并就其催化活性进行了比较,探讨了未来均相催化剂的发展前景。