仿胶束型镍金属配合物的合成及其催化二聚酸氢化的研究

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二聚酸是一种毒性低、来源广泛、原料可再生的油脂化工产品,是良好的合成新型高分子材料的原料。氢化二聚酸是由不饱和二聚酸经催化加氢而得,分子中不再含有双键,使得其热稳定性更好,可广泛应用于合成聚酰胺、聚酯、矿物油添加剂、表面活性剂、防水剂等方面。本研究设计合成了一种仿胶束结构的金属配合物,从而将胶束催化优良的体系分散性和高反应速率,与金属催化相结合。并将制备的仿胶束型镍金属配合物应用于催化二聚酸氢化的反应中。本论文的工作分为三大部分。第一部分是两性配体1,2-双{二[4-(N-(N-羟乙基哌嗪基)亚甲基)苯基]膦}乙烷的合成。反应分为两步:第一步为中间体1,2-双[二(4-氯甲基苯基)膦]乙烷的合成,即1,2-双(二苯基膦)乙烷和氯甲基乙醚在无水氯化铝作为催化剂的条件下反应。研究了温度、时间等反应条件对产物产率的影响。第二步是利用第一步的产物与N-羟乙基哌嗪反应。通过傅里叶红外光谱表征反应前后主要官能团的变化,以及核磁共振氢谱分析氢原子所处的不同化学环境,从而确定分子的组成及结构。第二部分是仿胶束型金属催化剂的合成。以水合高氯酸镍与自制配体1,2-双{二[4-(N-(N-羟乙基哌嗪基)亚甲基)苯基]膦}乙烷,按一定的摩尔比在室温下反应制备。经红外光谱、核磁共振氢谱分别证明,各基团、氢原子种类及其比例与预测数值基本一致。EDS能谱表明磷与镍的原子数之比为4:1,这说明复合物是以两分子配体与一个镍(Ⅱ)原子配合的形式存在的。第三部分以自制的镍(Ⅱ)金属配合物为催化剂,高压催化二聚酸氢化,优化反应条件,确定最佳的合成工艺。以碘值表征产物氢化效果,并通过氢化前后二聚酸的红外光谱谱图对比,讨论了催化过程的选择性。实验还对催化剂循环回收使用3次后的元素组成及氢化二聚酸氢化度进行了测定,并讨论了其重复使用性能。
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