光催化氧化硫醚生成亚磺酸酯的研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ytm_2009
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硫醚类化合物是存在于汽油、柴油中的主要含硫化合物,燃烧产生的硫氧化合物污染环境,并且对人体健康造成危害。随着化石能源的大量消耗及环保意识的加强,燃料脱硫及废油的合理化再利用成为研究的热门话题。Baeyer-Villiger反应是一类重要的有机反应,能够有效地将酮氧化为相应的酯或内酯类化合物,并且可以应用于C、S、B、Si等杂原子的氧化反应。本研究选用硫醚类化合物为底物,在低温(15℃左右)条件下,以过氧化叔丁醇为氧化剂,金属卟啉为催化剂,选择紫外灯为光源,在油-水两相体系中,硫醚类化合物被氧化光解为一系列水溶性化合物进入水相而不带入油相,达到了较好的脱硫效果。在环己烷-磷酸缓冲体系中光反应3.5 h,气相色谱显示底物基本完全反应,原料转化率接近100%,油相硫含量大大降低。水油界面实验表明,水油界面达到清澈和清洁标准,此方法可用于废油回收再利用方面的应用。论文第二章,本研究以甲基苯基硫醚和二苯硫醚为硫醚类化合物的代表,在温和条件下,以过氧化尿素为氧化剂,金属卟啉为催化剂,在非极性溶剂体系中,光催化条件下选择性生成亚磺酸酯类化合物,产物以C-S键的断裂和氧插入为特征。前期实验表明只有亚砜才能进行Baeyer-Villiger反应,因此,研究首先探索了将硫醚完全转化成亚砜的条件;亚砜是生成Baeyer-Villiger型产物的中间体,为了简化脱硫程序,实验设计将亚砜的生成和亚砜转化成相应亚磺酸酯合并成一步反应。气相色谱定量分析得原料转化率达到95%以上,选择性接近100%。该过程不仅可以达到较好的脱硫效果,而且将硫醚类化合物转化为亚磺酸类精细化工产品,变害为利,充分利用硫资源,避免脱硫后产生的SO2、SO3、亚硫酸类及其盐等对环境造成的危害。进一步地,本实验研究了一步脱硫和尿素的部分回收再利用,选用非极性溶剂与硫醚配制成模拟燃油,加入少量纯水,反应结束后产物经过除水、尿素升华回收处理后,产物认证为亚磺酸酯。由于此方法在烃类溶剂中进行,因此有望应用与燃油脱硫方面的应用,产物亚磺酸酯则可以用于精细化学品方面的研究。
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