基于交聯(lián)聚苯乙烯微球的季鏻鹽型三相相轉移催化劑的制備及其結構與催化性能的研究.pdf

1、使用季鏻鹽型三相相轉移催化劑催化液―液及液―固有機反應，這是三相相轉移催化領域中極為重要的一部分。本課題基于交聯(lián)聚苯乙烯（CPS）微球，制備出懸臂(space arm)長度不同的三種季鏻鹽型三相相轉移催化劑，并重點探討了催化劑結構與相轉移催化活性的關系，這在相轉移催化研究領域及化工生產實踐中都具有重要的科學意義與應用價值。
　　本文使用氯乙酰氯與氯丁酰氯兩種ω-氯代酰氯試劑，分別對交聯(lián)聚苯乙烯微球進行了Friedel-Crafts

2、?；磻?，制備了氯代?；慕宦?lián)聚苯乙烯微球，并通過紅外光譜法與佛爾哈德分析法表征了產物的化學結構與組成，探索了各種因素對氯代?；磻^程的影響。研究表明，在Friedel-Crafts?；磻^程中，還伴隨有Friedel-Crafts烷基化附加交聯(lián)這一副反應，該副反應不但降低了在 CPS微球表面引入氯代?；男?，還影響微球的性能。使用適宜的催化劑（SnCl4）與溶劑（CHCl3），并有效地控制反應時間，可以盡可能地避免附加交

3、聯(lián)副反應的發(fā)生。實驗結果還表明，在適宜的反應條件下，氯乙酰基化交聯(lián)聚苯乙烯（CACPS）微球的氯含量最高可達9％左右，氯丁?；宦?lián)聚苯乙烯（CBCPS）微球的氯含量最高可達12%左右。
　　使用三苯基膦（TPP）對三種改性微球 CACPS、CBCPS和CMCPS（氯甲基化交聯(lián)聚苯乙烯微球，即氯球）進行了季鏻化反應，制備了間隔臂長度不同的三種季鏻鹽（QP）型三相相轉移催化劑QP-CPS（QP-CACPS，QP-CBCPS和QP-C

4、MCPS），對催化劑的化學結構進行了紅外光譜表征，使用紫外可見光分光光度法對季鏻化度進行了測定。重點考察了主要反應條件對制備過程的影響。實驗結果表明，在35℃下，使用二氯甲烷為溶劑時QP-CACPS的季鏻化度最高，可達47%左右。在此適宜條件下，對CBCPS和CMCPS也進行了季鏻化反應。研究結果表明，由于空間位阻效應，懸臂越短，季鏻化反應的速率越慢。通過控制反應時間，可以控制三種催化劑的季鏻化度。
　　以芐氯與乙酸鈉合成乙酸芐酯

5、的反應體系作為三相相轉移催化的模型體系，初步考察了QP-CPS的相轉移催化活性，探索了催化劑結構與相轉移催化活性的關系，并深入研究了反應動力學。實驗結果表明，季鏻鹽型三相相轉移催化劑對乙酸芐酯的合成具有優(yōu)良的催化活性，使用催化劑QP-CACPS，以氯仿為溶劑，在57℃下，反應13小時，氯化芐的轉化率可達65%，與季銨鹽（QN）型三相相轉移催化劑QN-CPS相比，季鏻鹽型三相相轉移催化劑QP-CPS具有更高的相轉移催化活性；且間隔臂越長的

6、QP-CPS其相轉移催化活性越高。
　　以鄰苯二甲酰亞胺為親核取代試劑，與溴代正丁烷發(fā)生 N-烷基化取代反應，生成N-正丁基鄰苯二甲酰亞胺，這是重要的一類有機合成反應。本研究以此反應體系作為三相相轉移催化的另一模型體系，考察了三相相轉移催化劑QP-CPS的相轉移催化活性以及各種因素對催化作用的影響，重點探索了催化劑懸臂結構與相轉移催化活性的關系，并深入研究了反應動力學。實驗結果表明，季鏻鹽型三相相轉移催化劑 QP-CPS對N-正丁