四苯基錳卟啉催化二氧化碳與環(huán)氧丙烷的偶聯(lián)反應(yīng)

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)第40卷第1期2010年1月河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)JournalofHenanUniversity(NaturalScience)V01．40No．1Jan．2010四苯基錳卟啉催化二氧化碳與環(huán)氧丙烷的偶聯(lián)反應(yīng)任鐵鋼1，黎桂輝2，李偉杰1，卜站偉1(1．河南大學(xué)精細(xì)化學(xué)與工程研究所，河南開封475004；2．河南大學(xué)特種功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南開封475004)摘要：四苯基錳卟啉一DMAP催化體系被應(yīng)用于C02與環(huán)氧丙烷反應(yīng)生成環(huán)狀碳酸酯．該催化體系在120℃、4．5MPaCOz壓力下反應(yīng)12h能高選擇性、高效率地催化C02與環(huán)氧丙烷的偶聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)率達(dá)99．9％，TON為275

2、4．6．關(guān)鍵詞：錳卟啉；二氧化碳；環(huán)氧丙烷；環(huán)狀碳酸酯；偶聯(lián)反應(yīng)中圖分類號(hào)：0626．13文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1003—4978(2010)01—0027—04TheCouplingReactionofC02andPropyleneOxideCatalyzedbyManganesePorphyrinRENTiegan91，LIGui-hui2，LIWei-jiel。BUZhan—weil(1．F／heChemistryandEngineeringResearchInstitute，HenanUniversity，KaifengHenan475004，China；2．KeyLaborat

3、oryofSpecialFunctionalfi&tterialsofMinistryofEduction，HenanUniversity，KaifengHenan475004，China)Abstract：Mn(TPP)OAe／DMAPAwasusedasahighlyactivecatalystsystemforthecouplingreactionofC02andpropyleneoxide．ThecatalystsystemcancatalyzethecouplingreactionofC02andpropyleneoxidewithhighactivityandhighselec

4、tivityat120"C，4．5MPain12h．99．9％yieldofprophylenecarbonatewasachievedwithTONto2754．6．Keywords：manganeseporphyrin；carbondioxide；propyleneoxide；propylenecarbonate；couplingreactionO引言CO：是主要的溫室氣體之一．也是地球上最豐富的碳資源之一，具有儲(chǔ)量大、安全無(wú)毒和價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)．近年來(lái)。隨著人類社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的加快，工業(yè)CO。排放量急劇增加，直接導(dǎo)致全球變暖和氣候異常．因此，CO。資源利用具有重大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義．近幾

5、十年來(lái)，許多化學(xué)家都在為CO：的資源化利用而努力．從CO。與環(huán)氧化合物出發(fā)合成環(huán)狀碳酸酯是目前C0。資源化利用最典型的成功事例之一(見圖1)，所合成的有機(jī)環(huán)狀碳酸酯具有極性，是很好極性溶劑，還用于混合物萃取分離，加工酚醛樹脂，合成聚碳酸酯，合成熱硬化性樹脂，合成熱記錄材料等f(wàn)l叫]．O圖1COz與環(huán)氧丙烷的偶聯(lián)反應(yīng)Fig．1ThecouplingreactionsofC02andpropyleneoxide催化CO。與環(huán)氧化合物偶聯(lián)反應(yīng)的催化劑有：有機(jī)堿類；金屬氧化物；沸石；季銨鹽；離子液體；salen配合物；金屬卟啉與酞箐掣3_?．其中金屬卟啉化合物是受葉綠素結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，被應(yīng)用到催化固定

6、二氧化碳的收稿日期：2009—09-20基金項(xiàng)目：河南省教育廳自然科學(xué)研究項(xiàng)目(20098150005)；河南省科技廳科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(092102210172)作者簡(jiǎn)介：任鐵鋼，(1968～)，男，博士，研究方向?yàn)橛袡C(jī)合成與有機(jī)催化．萬(wàn)方數(shù)據(jù)28河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010年，第40卷第1期反應(yīng)中而開發(fā)出的一類高效的綠色環(huán)保型的仿生催化劑體系m3．1995年，Kruper等‘“3報(bào)道了4一對(duì)甲基卟啉Cr(Ⅲ)催化C02和環(huán)氧化合物的偶合反應(yīng)．隨后Co(TPP)X／DMAP[121，Cu(11)porphyrin／DMAP[9。，M(TPP)x／PTAT(M=Co，Mn，F(xiàn)e，Ru

7、．X=CI，Br，OAc，Ots)E1釘?shù)却呋w系被陸續(xù)開發(fā)出來(lái)并被應(yīng)用于催化COz與環(huán)氧丙烷的偶聯(lián)反應(yīng)．同時(shí)對(duì)金屬卟啉催化體系催化COz與環(huán)氧丙烷的偶聯(lián)反應(yīng)的機(jī)理的研究也取得了一定的進(jìn)展．作者研究了不同的金屬卟啉催化劑催化CO：與環(huán)氧丙烷的偶聯(lián)反應(yīng)的催化活性，對(duì)Mn(TPP)OAc／DMAP催化體系催化CO：與環(huán)氧丙烷的偶聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)條件進(jìn)行了較為詳細(xì)的探討．1實(shí)驗(yàn)部分1．1儀器與試劑Bruker400核磁共振儀(TM