环氧化合物与脂肪醇开环反应催化剂的研究文献综述

 2022-07-12 14:04:01

文献综述

1.1 环氧氯丙烷开环反应催化剂的概述

烯丙基缩水甘油醚(1-烯丙氧基-2 ,3-环氧丙烷,AGE)属于小分子化合物,是一种含不饱和双键和环氧基团的活泼单体,同时它也是一种关键的有机合成中间体,它在精细化工的许多领域被广泛的应用。另外,它还是合成各种表面活性剂及涂层反应的重要中间体。目前在日用精细化工中广泛应用的有机硅表面活性剂, 其良好的水溶性和表面活性就是通过烯丙基缩水甘油醚接枝在氢硅键上制得[1]。因为其本身具有良好的反应性和活泼性,通过加成、水解反应生成的各种试剂可被用于油漆和涂料工业,在粘合剂及化学纤维、塑料和橡胶、环氧树脂,其衍生物在有机交联剂、印染、有机硅以及功能材料等各行业的应用很广泛。生产中还广泛用作添加剂、溶剂、催化剂、交联剂及链转移剂。通过对烯丙基缩水甘油醚的一些性位点进行反应,制得的衍生物具有很多功能性。

就目前的文献记载来看,探究烯丙基缩水甘油醚的制备方法的并不多,较为普遍的是合成脂肪族缩水甘油醚[2~5]。烯丙基缩水甘油醚合成较为困难的主要原因就是因为它同时含有两个活泼基团。同时对其研究较多的就是其环氧氯丙烷的开环部分。

1.1.1 相转移

相转移催化法是由烯丙醇和环氧氯丙烷作为原料,以氢氧化钠为溶剂,在相转移催化剂的作用下,直接一步反应得到成品烯丙基缩水甘油醚。

相转移催化剂的发展是从20世纪60年代开始,起始由Makosza M、Starks C M和Bradstrom A三个不同的科研小组奠定基础创造出来的[6]。在七十年代之后,被广泛的用于醚的合成[7~8],这种方法操作简单,反应时间短,产物收率较好,在当时的科研条件下具有良好的发展前景,苄基三乙基氯化铵就是其一种常见的催化剂[9]。现在,相转移催化剂已经被广泛的应用到非均相的化学反应中,尤其是水相和有机相反应。相转移催化剂可以使反应加速进行[10]

文献[11]利用苄基三乙基氯化铵作为相转移催化剂,采用环氧氯丙烷和烯丙醇作为原料,在氢氧化钠水溶液中一步反应制得烯丙基缩水甘油醚,反应时间得到了很大的缩短,同时也提高了产率。但是这仍然阻止不了环氧氯丙烷易于在碱的作用下进行开环聚合。

此外,殷伦祥、王艳芹等[9]利用苄基三乙基氯化铵作为相转移催化剂,使环氧氯丙烷(过量)与烯丙醇发生反应,溶剂氢氧化钠水溶液,得到烯丙基缩水甘油醚,研究了催化剂的用量、反应的温度、氢氧化钠的浓度、环氧氯丙烷的用量及反应的时间对烯丙基缩水甘油醚收率的影响。在n(环氧氯丙烷):n(烯丙醇)为3:1时,收率(以烯丙醇计)为86%。

刘红利等[12]以烯丙醇和环氧氯丙烷为原料,苄基三乙基氯化铵为相转移催化剂,以固体氢氧化钠为辅,合成了烯丙基缩水甘油醚。研究了反应的温度、原料的用量、氢氧化钠的用量及反应的时间对产物收率的影响。在n(烯丙醇):n(环氧氯丙烷):n(氢氧化钠):n(催化剂)为1:1.5:1.5:0.005、反应温度在50~60℃时,收率(以烯丙醇计)为88%。

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