二溴甲烷的反應活性研究

【摘要】：隨著當今社會的高速發(fā)展,煤炭、石油資源的日益枯竭,C1碳氫資源越來越受到人們的關注。在C1化學中,以甲烷鹵代活化為媒介合成各種大宗化學品的方法是各國科學家研究的熱點,然而,雖然已有許多重要的研究工作已被完成,但高選擇性地以鹵代甲烷制備下游產品的開發(fā)仍然存在很多困難,距商業(yè)化實用技術的形成還有相當長的距離。 本課題組在甲烷的高選擇性光催化合成二溴甲烷方面有著多年的積累,并且以二溴甲烷為原料開發(fā)了甲醛、二甲氧基甲烷(DMM)、碳酸二甲酯(DMC)、尿素等多種化學化工產品。本文就是在這些研究基礎之上,繼續(xù)以甲烷光催化溴代合成的二溴甲烷為起始原料,合成制備出多種具有高附加值的下游產品。 1.以二溴甲烷和2-氨基吡啶類化合物為主要原料首次合成了三種三嗪類氮菁化合物,其合成方法簡單,氮菁化合物的產率最高可達90.1%(2-氨基吡啶用量為0.01mol,二溴甲烷用量為15mL,反應溫度為120℃,反應時間3小時),遠高于同類氮菁的文獻報道值(36%)。培養(yǎng)得到了一水合二吡啶并六氫三嗪溴化鹽晶體并測得了其晶體結構,該晶體屬于單斜晶系、P21空間群,其晶胞參數是a=5.495±2A,b=11.939±4A,c=17.717±6A,α=90°,β=95.370±6°,γ=90獨。研究表明所得產品具有較強的紫外吸收性能,是一種潛在的紫外線吸收劑。 2.以二溴甲烷、間苯二酚、氫氧化鈉等原料在自壓釜中合成了二溴代聚間苯二甲醚,該合成工藝簡單,副產物少。通過研究確定了最佳反應條件：間苯二酚、氫氧化鈉與二溴甲烷摩爾比例為1：4：2,反應溫度160℃,反應時間6小時。在最佳實驗條件條件下,間苯二酚的轉化率為74.5%、二溴代聚間苯二甲醚的選擇性為80.0%,收率為60.0%。 3.以二溴甲烷、1,3-丙二醇、乙醇鈉、二硫化鈉等為原料成功合成了平均分子量為1782g/mol的新型液體聚硫橡膠,該合成工藝可以避免傳統(tǒng)工藝中使用的易燃易爆、致癌的環(huán)氧乙烷及腐蝕性、毒性較大的濃鹽酸和甲醛等。顯著地提高了液體聚硫橡膠生產工業(yè)工藝的綠色化程度。 【關鍵詞】：二溴甲烷 反應活性 氮菁 二溴代聚間苯二甲醚 液體聚硫橡膠
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：O623.21
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-27
• 1.1 引言12-14
• 1.2 二溴甲烷的性質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 本文實驗方案的設計思路22-23
• 參考文獻23-27
• 第二章 由二溴甲烷合成三嗪類氮菁的研究27-48
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實驗部分28-31
• 2.2.1 試劑與儀器28-29
• 2.2.2 三種溴化二吡啶并六氫三嗪鹽的合成29-30
• 2.2.3 水合溴化二吡啶并六氫三嗪鹽單晶的合成30
• 2.2.4 測試表征30-31
• 2.3 結果與討論31-43
• 2.3.1 溴化三嗪類氮菁化合物紅外(FT-IR)表征結果31-32
• 2.3.2 溴化三嗪類氮菁化合物元素分析結果32-33
• 2.3.3 溴化三嗪類氮菁化合物紫外-可見(UV-VIS)表征結果33-34
• 2.3.4 一水合溴化二吡啶并六氫三嗪鹽單晶結構表征結果34-40
• 2.3.5 不同反應溫度對三嗪類氮菁化合物產率的影響40-42
• 2.3.6 二溴甲烷用量對三嗪類氮菁化合物產率的影響42-43
• 2.4 2-氨基吡啶與二溴甲烷合成氮菁反應機理推理43-44
• 2.5 本章小結44-45
• 參考文獻45-48
• 第三章 由二溴甲烷合成二溴代聚間苯二甲醚的研究48-65
• 3.1 引言48-49
• 3.2 實驗部分49-51
• 3.2.1 試劑與儀器49-50
• 3.2.2 實驗方法50-51
• 3.2.3 測試表征51
• 3.3 結果與討論51-61
• 3.3.1 材料的紅外(FT-IR)表征結果53-54
• 3.3.2 材料的質譜(EI-MS)表征結果54-56
• 3.3.3 材料的元素分析表征結果56
• 3.3.4 材料的熱重(TGA)表征結果56-57
• 3.3.5 反應物料比例對二溴代聚間苯二甲醚收率的影響57-58
• 3.3.6 反應溫度對二溴代聚間苯二甲醚收率的影響58-59
• 3.3.7 反應時間對二溴代聚間苯二甲醚收率的影響59-60
• 3.3.8 堿量對二溴代聚間苯二甲醚收率的影響60-61
• 3.4 本章小結61-63
• 參考文獻63-65
• 第四章 由二溴甲烷合成液體聚硫橡膠的研究65-85
• 4.1 引言65-67
• 4.2 實驗部分67-71
• 4.2.1 試劑與儀器67-68
• 4.2.2 實驗方法68-70
• 4.2.3 測試與表征70-71
• 4.3 結果與討論71-80
• 4.3.1 無水乙醇鈉的純度標定結果71-73
• 4.3.2 1,3-丙二醇鈉鹽中鈉含量測定結果73
• 4.3.3 1,3-二溴甲氧基丙烷單體的高效液相色譜測試結果73-74
• 4.3.4 液體聚硫橡膠的紅外光譜測試結果74-75
• 4.3.5 液體聚硫橡膠的凝膠滲透色譜測試結果75-77
• 4.3.6 反應條件對關鍵產物形成的影響及其變化規(guī)律77-80
• 4.4 液體聚硫橡膠合成路線圖80-82
• 4.5 本章小結82-83
• 參考文獻83-85
• 第五章 結論85-86
• 碩士研究生階段的科研成果86-87
• 致謝87

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