全氟烷基磺酸盐和全氟烷基磺酰亚胺盐的多相化催化研究

传统的Lewis酸催化剂在环境的压力下受到挑战,全氟烷基磺酸盐和全氟烷基磺酰亚胺盐作为均相、高效的Lewis酸催化剂在有机合成中受到人们的关注.为了简化分离操作,人们对全氟烷基磺酸盐和全氟烷基磺酰亚胺盐的多相化进行了研究,并已取得巨大进展.本文综述了全氟烷基磺酸盐和全氟烷基磺酰亚胺盐分别负载在有机载体、无机载体以及离子液体上的多相化催化最新研究进展,简要概括了其制备方法和催化活性,并对其催化应用前景进行了展望.     

全氟烷基磺酰亚胺配合物及其催化应用

介绍了全氟烷基磺酰亚胺(PFSI)配合物的结构、性质及制备,综述了一些全氟烷基磺酰亚胺配合物作为Lewis酸催化剂的最新应用进展,并对其催化应用前景进行了展望.     

全氟烷基磺酰亚胺盐催化芳香化合物硝化反应的研究

利用系列全氟烷基磺酰亚胺盐[M(NPf₂)_n]作为一种新型的Lewis酸催化剂，用于催化芳香化合物与等摩尔65% (m∶m)硝酸的硝化反应. 通过考察不同的催化剂、反应时间、反应温度和反应介质效应等因素对甲苯硝化的影响，以及比较1 mol% Yb[N(C₄F₉SO₂)₂]₃催化不同结构的取代芳烃硝化反应的效果，表明全氟烷基磺酰亚胺盐不仅具有环境友好和原子经济的特点，而且是一类比常规Lewis酸更有效的、芳香化合物硝化反应的催化剂.     

固体全氟烷基有机超酸的催化应用进展

全氟烷基超酸(磺酸RfSO3H,磺酰亚胺(RfSO2)2NH和磺酰基甲烷(RfSO2)3CH)比普通强酸(RSO3H等)表现出更强的酸性和更优秀的催化活性,固载化能提供高效的绿色催化途径.尤其无机载体SiO2负载固体酸,同时具备有机材料和无机材料的优点,比表面大、热稳定性好、酸位点有效、结构/织构可调可控.本文综述了上...     

季铵盐型离子液体中全氟烷基磺酰亚胺盐催化的芳烃硝化反应

全氟烷基磺酰亚胺盐与季铵型离子液体（Cu(N(C4F9SO2)2)2/[N4446][NTf2] 或 In(NTf2)3/[N4446][NTf2]）组成的新催化体系,可以很好的催化芳香族化合物的硝化反应。以氯苯的硝化为例,用硝酸和醋酸酐混合物为硝化试剂,在2mol%的Cu(N(C4F9SO2)2)2或In(NTf2)3催化剂催化下,室温下反应10分钟,氯苯的转化率就可分别达到87.6% 和 90.6%,反应产物的邻/对位比为4.3和4.8。并且这种催化剂与离子液体组成的催化体系很容易被回收,并可以连续使用5次以上。     

MCM-41负载双（全氟烷基磺酰亚胺）催化对苯二酚和叔丁醇的烷基化反应

合成了MCM-41负载的双（全氟烷基磺酰亚胺）催化剂 (HN(SO₂R_f)₂,R_f为全氟烷基)，并用XRD, FTIR, SEM, TG-DTA and N₂-吸附技术等对它们的结构进行了表征。将这些负载催化剂（HN(SO₂R_f)₂/MCM–41）用作对苯二酚和叔丁醇的烷基化反应的催化剂，研究了各种反应条件对该反应的影响。在优化反应条件下，仅用5 mol% HN(SO₂C₄F₉)₂/MCM-41催化该反应，可以得到高产率（52.0%）的2－叔丁基对苯二酚。研究结果表明，该新型负载催化剂可以至少重复使用6次，而其催化活性基本不变。     

全氟烷基磺酰卤化学

本文介绍了全氟烷基磺酰卤化学的现状和进展,并对全氟烷基磺酰氟、磺酰氯、磺酰溴、磺酰碘的制备,特性,反应性及应用作了比较与论述,得到了一定的规律性。     

含全氟烷基磺酰基新型异黄酮化合物的合成

异黄酮类化合物广泛存在于植物中,是许多中草药的有效成分。美国食品和药物管理局将大豆列为能够真正降低患心脏病危险的少数食品之一,研究发现大豆防病作用的关键因素在于其中大量存在的各类黄酮类成分[1]。1993年Coward等[2]首次报道大豆异黄酮具有抵御癌细胞的作用,其后W ei     

二氧化硅负载全氟丁基磺酰亚胺的制备与耐水性研究

酸官能团C4F9SO2NHSO2-通过两步溶胶-凝胶法,链接到SiO2载体上,制备得到一种新型的有机-无机杂化固体酸(PSFSI-MSMA15/SiO2).反应以对苯乙烯磺酰基全氟丁基磺酰亚胺钠(1)为原料,与3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MSMA)共聚形成预聚体(2),2与原硅酸四乙酯水解缩合,获得PSFSI-MSMA15/SiO2,负载的酸官能团通过FT-IR,TG/DTG及XPS表征,酸负载量约0.62 mmol/g,热稳定性可达到210℃.实验结果表明,酸组分在水体系中稳定,是一种耐水性强酸.催化性能及可循环性在进一步研究中.     

全氟辛基磺酰亚胺稀土(Ⅲ)催化氟两相Friedel-Crafts烷基化反应

制备了全氟辛基磺酰亚胺盐(M[N(SO2C8F17)2]n,n:3,4),并用于催化氟两相烷基化反应。考察了催化剂种类、反应时间、反应温度和催化剂用量对烷基化反应的影响,同时探讨了Yb[N(SO2C8F17)2]3对烷基化试剂摩尔比为0.2%时,催化烷基化试剂与不同芳烃的反应,表明Yb[N(SO2C8F17)2]3是一种有效的烷基化催化剂。含有催化剂的氟相通过简单的相分离后,可回收利用。氟相重复使用5次,其催化活性降低不大。     

全氟烷基膦酸锂电解液的制备与性能研究

选取氯代二异丙基膦(C6H14PCl)为原料, 利用电化学氟化方法, 得到全氟烷基膦酸[(C3F7)2PF3], (C3F7)2PF3与氟化锂(LiF)反应得到全氟烷基膦酸锂(Li[(C3F7)2PF4]), 将其溶于碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)质量比为1∶1的混合溶剂中得到电解液, 考察电解液的电导率、抗水性及氧化分解电位. 以LiCoO2为正极, 锂片为负极组装两电极模拟电池体系, 测试得到电池的放电平台为3.7 V; 电池的首次放电比容量为107 mA•h•g－1; 当循环放电40次后, 容量衰减较快, 电池循环50周后, 效率仍保持102%. 交流阻抗图谱表明电解液放电时的阻抗约为140 Ω. 研究结果表明, 全氟烷基膦酸锂有望成为新型锂离子二次电池的电解质盐.     

烷基亚磺酰氯与格氏试剂反应：用于方便的合成烷基亚砜

在氯化锌存在下，利用烷基亚磺酰氯与格氏试剂反应，以良好的产率合成了相应的烷基亚砜。     

N－苯磺酰基甲基苯胺与芳醛的缩合反应

由Ｎ－苯磺酰基甲基苯胺与芳醛反应得到了７种缩合产物，其结构经元素分析、１ＨＭＲ、ＭＳ和ＩＲ所确证。     

全氟环氧丙烷、六氟丙烯与 α-氟磺酰基全氟乙酰氟低温反应的研究

将含有全氟丙烯的全氟环氧丙烷以一定的速度通入保持在-15℃的二乙二醇二甲醚、氟化钾、α-氟磺酰基全氟乙酰氟混合物中,反应得到化合物(1a)、(1b)、(1c)。在反应过程中,通入的全氟丙烯除少量溶于反应混合物外,其余大部分不参加反应,並且能够回收。同时还发现,当反应温度超过0℃,全氟丙烯与1反应,得到全氟酮2。     

烷基-全氟酰氧基氮氧自由基——全氟酰基过氧化物与脂肪族伯、仲胺单电子转移反应的EPR研究

EPR研究表明,全氟酰基过氧化物在室温下可将脂肪族仲胺氧化成相应的稳定双烷基氮氧自由基。它们与RNH₂的氧化反应是单电子转移过程,生成烷基-全氟酰氧基氮氧自由基RN(O^·)OCOR_F;当R为叔烷基时,还生成RN(O^·)R、RN(O^·)H、RN(O^·)R_F和RN(O^·)R_F′(R_F′=R_F-CF₂)等4种稳定性差别很大的氮氧自由基。EPR研究结果揭示了该反应机理的重要信息。     

花生壳碳基固体酸催化环己烯与甲酸酯化反应(英文)

碳基固体酸是一种可替代液体质子酸的无定形碳材料,具有酸密度大、催化活性高等优点.花生壳是农业废弃物,以其为原料制备碳基固体酸具有成本低、原料可再生和环境友好等优点.甲酸环己酯是重要的化工产品,可用于香料和涂料工业.传统的甲酸环己酯制备方法是以环己醇和甲酸为原料,在酸催化条件下进行酯化反应而得.近年来,随着环己烯的大规模生产,利用环己烯与甲酸直接酯化制备甲酸环己酯引起广泛关注.此外,甲酸环己酯还可通过水解反应转变为环己醇.环己醇可以进一步转化为己二酸和己内酰胺,从而用于化纤工业中尼龙-6和尼龙-66的生产.目前,工业上采用环己烯水合反应制备环己醇,由于热力学限制,并受到环己烯与水相容性差的影响,环己烯单程转化率仅为~10%,循环量较大,能耗很高.以环己烯为原料,通过甲酸环己酯制备环己醇克服了上述环己烯直接水合的缺点,具有很好的发展前景.我们研究组使用HZSM-5分子筛作为催化剂,采用"一锅法"由环己烯经甲酸环己酯制备环己醇,环己醇收率可达40%.但是环己烯在酸性条件下可发生低聚反应,生成的副产物会堵塞HZSM-5孔道,造成催化剂失活.本文在前述研究基础上,以花生壳为原料,经过碳化、磺化过程制备得到了碳基固体酸PSCSA.采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、热重分析(TG)、X射线光电子能谱(XPS)和元素分析等方法表征了PSCSA的结构、微观形貌、热稳定性以及酸性质,考察了其催化环己烯与甲酸酯化反应性能,并与几种常见的固体酸催化剂进行了比较.FT-IR结果显示,经磺化后,PSCSA表面出现了–SO3H和–COOH基团.XPS结果则说明PSCSA表面所有的S元素均属于–SO3H,可利用元素分析测定S含量,进而得到–SO3H密度.此外,由于花生壳属于天然物质,成分并不均一,因此PSCSA的SEM照片中不同部位颗粒的微观形貌差异较大.采用PSCSA作为催化剂,考察了其催化环己烯与甲酸酯化反应性能,优化了反应条件.在酸/烯摩尔比为3/1,PSCSA用量0.07 g/mL环己烯,413 K反应1 h,环己烯转化率为88.4%,甲酸环己酯选择性为97.3%;副产物包括环己醇、二聚环己烯和环己基醚等.比较了PSCSA与几种常用固体酸如HZSM-5、离子交换树脂Amberlyst-15和Nafion NR50的催化性能,其中,Amberlyst-15催化性能最优,在393 K下反应,环己烯转化率亦达91.5%,甲酸环己酯选择性98.1%;但是,高昂的价格限制了其在工业上的大规模应用.与HZSM-5相比,PSCSA催化的环己烯与甲酸酯化反应的初始速率较低,反应时间超过30 min后,环己烯转化率迅速增加.在本反应中,PSCSA在甲酸存在条件下发生溶胀,使得大量的甲酸分子插入到碳材料本体中;而环己烯与甲酸具有较好的相容性,因此环己烯可以进入到碳材料本体中,与活性中心–SO3H充分接触,从而具有较高的反应速率.并且,由于溶胀需要一定的时间,在反应初期溶胀不充分时,环己烯、甲酸与活性中心接触有限,因此反应较慢;反应一定时间后,PSCSA充分溶胀,更多的–SO3H参与到反应中,反应速率加快.PSCSA重复使用性较好,第3次使用时环己烯转化率为68.6%;继续使用,催化剂不再失活.PSCSA在反应初期失活是–SO3H流失造成的.构成PSCSA的多环芳香烃可以部分溶解到溶剂中,进而带走其包含的–SO_3H.PSCSA的后期活性稳定则说明可以流失的活性中心是有限的.     

全氟烷基磺酰溴与杂原子取代烯键的反应

全氟烷基磺酰溴与杂原子取代烯烃, 如溴乙烯, 乙酸乙烯酯, 三甲基硅乙烯加成, 得相应的加成物, 与烯醇硅醚反应, 水解后得到α位溴代酮和全氟烷基亚磺酸. 全氟磺酰氯与1-三甲基硅氧基-1-叔丁基乙烯在紫外光照下反应, 生成α位全氟烷基化的酮. 全氟烷基磺酰溴溴化苯酚和甲氧基苯, 得到对位溴化产物. α,α-二氯三氟乙基亚磺酸钠与溴水在20-25℃反应, 得α,α-二氯三氟乙基磺酰溴, 其化学反应性与全氟烷基磺酰溴类似, 但稳定性较差.     

1,5-二氮杂二环[4.3.0]-壬-5-烯与全氟烷基炔酸甲酯的Michael加成反应

1,5-二氮杂二环[4．3．0]-壬-5-烯(DBN)与全氟烷基炔酸甲酯发生Michael加成反应,生成的中间体发生分子内缩合产生了三环化合物。其结构经元素分析,IR,MS和核磁共振氢谱、碳谱,二维核磁共振^13C-^1H cosy谱,二维核磁共振^1H-^1H cosy谱确认。对反应机理也进行了探讨。     

全氟辛酸钠与十二烷基三甲基溴化铵混合胶束微环境性质的NMR, ESR研究

应用表面张力法、NMR法和ESR法研究了全氟辛酸钠(SPFO)-十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)混合体系水溶液胶束形成及混合胶束的微环境性质(微观粘度、微观极性等).结果表明,碳氟表面活性剂碳氟链和碳氢表面活性剂碳氢链之间具有强烈的相互作用,DTAB与SPFO在水溶液中形成混合胶束.DTAB与SPFO混合体系的表面活性高于单一的DTAB或SPFO,混合体系cmc较单一的DTAB和SPFO低.DTAB与SPFO混合胶束的微观粘度较DTAB胶束的大,而微观极性较DTAB的小.