离子液体中木质素模型化合物氧化解聚及苯酚氧化降解的研究

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木质素是丰富的含有芳香环结构的可再生资源,将其转化为高附加值化学品是重要的前沿课题。苯酚高效氧化降解具有重要的意义。离子液体是结构和性质可设计的功能流体。本文采用离子液体构建一系列催化体系,对木质素及其模型化合物氧化解聚与苯酚氧化降解开展了一系列研究,主要研究内容和结果如下:  1.研究了多种中性离子液体中木质素模型化合物2-苯氧基苯乙酮氧化解聚生成苯甲酸和苯酚的反应。结果表明,1-苄基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([BzMIm][NTf2])+H3PO4体系对此反应具有良好的催化活性和选择性,苯甲酸和苯酚的收率可分别达到89%和84%。该反应经历了自由基反应历程,离子液体可以促进OOH自由基的形成。该催化体系具有无金属、不需要碱、容易循环利用等优点,并且也有效催化其他木质素模型化合物和有机溶剂提取木质素的转化。  2.制备了一系列碱性离子液体,研究了它们对木质素及其模型化合物氧化反应的催化性能及不同条件对反应的影响。结果表明,1-辛基-3-甲基咪唑醋酸盐([OMIm][OAc])可以高效催化2-苯氧基苯乙酮转化为苯甲酸和苯酚反应,产率分别达到86%和96%。此离子液体也能高效催化其它苄基上含有羰基或羟基的木质素模型化合物和有机溶剂提取木质素反应。进一步研究发现,离子液体的阴离子对有关反应具有良好的催化作用。此催化体系具有无金属、简单、容易循环利用等优点。  3.合成了多种钨酸盐离子液体,研究了它们对水溶液中苯酚氧化降解的催化活性及不同条件对反应的影响规律。结果表明,在温和条件下十二烷基三甲基钨酸铵([Dodecyl(CH3)3N]2WO4)可以催化苯酚完全降解为气体和水。对反应机理研究表明,苯酚通过逐步氧化、Baeyer-Villiger反应、水解反应等实现降解。这一氧化体系具有无需光照、后处理简单等优点。
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