二溴甲烷的反应活性研究

【摘要】：随着当今社会的高速发展,煤炭、石油资源的日益枯竭,C1碳氢资源越来越受到人们的关注。在C1化学中,以甲烷卤代活化为媒介合成各种大宗化学品的方法是各国科学家研究的热点,然而,虽然已有许多重要的研究工作已被完成,但高选择性地以卤代甲烷制备下游产品的开发仍然存在很多困难,距商业化实用技术的形成还有相当长的距离。 本课题组在甲烷的高选择性光催化合成二溴甲烷方面有着多年的积累,并且以二溴甲烷为原料开发了甲醛、二甲氧基甲烷(DMM)、碳酸二甲酯(DMC)、尿素等多种化学化工产品。本文就是在这些研究基础之上,继续以甲烷光催化溴代合成的二溴甲烷为起始原料,合成制备出多种具有高附加值的下游产品。 1.以二溴甲烷和2-氨基吡啶类化合物为主要原料首次合成了三种三嗪类氮菁化合物,其合成方法简单,氮菁化合物的产率最高可达90.1%(2-氨基吡啶用量为0.01mol,二溴甲烷用量为15mL,反应温度为120℃,反应时间3小时),远高于同类氮菁的文献报道值(36%)。培养得到了一水合二吡啶并六氢三嗪溴化盐晶体并测得了其晶体结构,该晶体属于单斜晶系、P21空间群,其晶胞参数是a=5.495±2A,b=11.939±4A,c=17.717±6A,α=90°,β=95.370±6°,γ=90独。研究表明所得产品具有较强的紫外吸收性能,是一种潜在的紫外线吸收剂。 2.以二溴甲烷、间苯二酚、氢氧化钠等原料在自压釜中合成了二溴代聚间苯二甲醚,该合成工艺简单,副产物少。通过研究确定了最佳反应条件：间苯二酚、氢氧化钠与二溴甲烷摩尔比例为1：4：2,反应温度160℃,反应时间6小时。在最佳实验条件条件下,间苯二酚的转化率为74.5%、二溴代聚间苯二甲醚的选择性为80.0%,收率为60.0%。 3.以二溴甲烷、1,3-丙二醇、乙醇钠、二硫化钠等为原料成功合成了平均分子量为1782g/mol的新型液体聚硫橡胶,该合成工艺可以避免传统工艺中使用的易燃易爆、致癌的环氧乙烷及腐蚀性、毒性较大的浓盐酸和甲醛等。显著地提高了液体聚硫橡胶生产工业工艺的绿色化程度。 【关键词】：二溴甲烷 反应活性 氮菁 二溴代聚间苯二甲醚 液体聚硫橡胶
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：O623.21
【目录】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-27
• 1.1 引言12-14
• 1.2 二溴甲烷的性质14-15
• 1.3 二溴甲烷的合成15-18
• 1.4 二溴甲烷的用途18-22
• 1.5 本文实验方案的设计思路22-23
• 参考文献23-27
• 第二章 由二溴甲烷合成三嗪类氮菁的研究27-48
• 2.1 引言27-28
• 2.2 实验部分28-31
• 2.2.1 试剂与仪器28-29
• 2.2.2 三种溴化二吡啶并六氢三嗪盐的合成29-30
• 2.2.3 水合溴化二吡啶并六氢三嗪盐单晶的合成30
• 2.2.4 测试表征30-31
• 2.3 结果与讨论31-43
• 2.3.1 溴化三嗪类氮菁化合物红外(FT-IR)表征结果31-32
• 2.3.2 溴化三嗪类氮菁化合物元素分析结果32-33
• 2.3.3 溴化三嗪类氮菁化合物紫外-可见(UV-VIS)表征结果33-34
• 2.3.4 一水合溴化二吡啶并六氢三嗪盐单晶结构表征结果34-40
• 2.3.5 不同反应温度对三嗪类氮菁化合物产率的影响40-42
• 2.3.6 二溴甲烷用量对三嗪类氮菁化合物产率的影响42-43
• 2.4 2-氨基吡啶与二溴甲烷合成氮菁反应机理推理43-44
• 2.5 本章小结44-45
• 参考文献45-48
• 第三章 由二溴甲烷合成二溴代聚间苯二甲醚的研究48-65
• 3.1 引言48-49
• 3.2 实验部分49-51
• 3.2.1 试剂与仪器49-50
• 3.2.2 实验方法50-51
• 3.2.3 测试表征51
• 3.3 结果与讨论51-61
• 3.3.1 材料的红外(FT-IR)表征结果53-54
• 3.3.2 材料的质谱(EI-MS)表征结果54-56
• 3.3.3 材料的元素分析表征结果56
• 3.3.4 材料的热重(TGA)表征结果56-57
• 3.3.5 反应物料比例对二溴代聚间苯二甲醚收率的影响57-58
• 3.3.6 反应温度对二溴代聚间苯二甲醚收率的影响58-59
• 3.3.7 反应时间对二溴代聚间苯二甲醚收率的影响59-60
• 3.3.8 碱量对二溴代聚间苯二甲醚收率的影响60-61
• 3.4 本章小结61-63
• 参考文献63-65
• 第四章 由二溴甲烷合成液体聚硫橡胶的研究65-85
• 4.1 引言65-67
• 4.2 实验部分67-71
• 4.2.1 试剂与仪器67-68
• 4.2.2 实验方法68-70
• 4.2.3 测试与表征70-71
• 4.3 结果与讨论71-80
• 4.3.1 无水乙醇钠的纯度标定结果71-73
• 4.3.2 1,3-丙二醇钠盐中钠含量测定结果73
• 4.3.3 1,3-二溴甲氧基丙烷单体的高效液相色谱测试结果73-74
• 4.3.4 液体聚硫橡胶的红外光谱测试结果74-75
• 4.3.5 液体聚硫橡胶的凝胶渗透色谱测试结果75-77
• 4.3.6 反应条件对关键产物形成的影响及其变化规律77-80
• 4.4 液体聚硫橡胶合成路线图80-82
• 4.5 本章小结82-83
• 参考文献83-85
• 第五章 结论85-86
• 硕士研究生阶段的科研成果86-87
• 致谢87

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