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基本信息

項(xiàng)目名稱：
枚棕酸合成方法研究
小類：
能源化工
簡介：
利用雜環(huán)分子設(shè)計(jì)光電功能化合物是當(dāng)前材料化學(xué)研究的熱點(diǎn)。從分子結(jié)構(gòu)的角度來看，大的電子離域分子平面有利于功能分子的設(shè)計(jì)。方酸類化合物具有類苯的分子結(jié)構(gòu)，但參與平面共軛的原子要遠(yuǎn)大于苯環(huán)，從這個(gè)角度來講，以方酸基團(tuán)設(shè)計(jì)光電功能分子是很有前途的從理論研究及分子設(shè)計(jì)的角度來講，方酸類化合物具有高度的電子離域性和分子對稱性，因此對它們的深入研究對于研究光電功能材料具有非常重要的意義。
詳細(xì)介紹：
本項(xiàng)目探索以乙二醛、無水亞硫酸鈉、碳酸氫鈉等物質(zhì)為原料合成六方酸鈉的高產(chǎn)率合成工藝路線。針對具體的實(shí)驗(yàn)過程，選擇分子篩、金屬催化劑和分子篩負(fù)載金屬催化劑來提高氣液反應(yīng)過程中氣體分子與反應(yīng)底物的接觸幾率和氧化效率。同時(shí)在提高單次反應(yīng)產(chǎn)率的基礎(chǔ)上進(jìn)行合成工藝優(yōu)化，探索合成殘液復(fù)用和催化劑的回收利用效率。通過實(shí)驗(yàn)找到一種提高六方酸鈉合成產(chǎn)率的方法。

作品圖片

  • 枚棕酸合成方法研究
  • 枚棕酸合成方法研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

研究目的： 1.探索利用催化劑提高乙二醛氧化聚合效率，提高單次合成產(chǎn)率； 2. 進(jìn)行合成工藝優(yōu)化及化工工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)合成反應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)過程中的殘液循環(huán)復(fù)用，提高化合物綜合收率。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

科學(xué)性： 1. 前期研究工作表明，分子篩的添加有利于化合物產(chǎn)率的提高。分子篩可以提高氧氣分子在溶液中與乙二醛分子接觸的可能性，從而提升反應(yīng)幾率。 2. 前期試驗(yàn)結(jié)果表明，金屬Cu可以對該反應(yīng)起到顯著的催化效果，因此選擇過渡金屬類催化劑進(jìn)行本反應(yīng)的催化的可行的。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

該方法從傳統(tǒng)的枚棕酸合成路線出發(fā)，利用殘液復(fù)用，以金屬和分子篩作為催化劑，得到的枚棕酸收率高達(dá)20.6%，比文獻(xiàn)中記載的9.7%增長一倍多。且此方法反應(yīng)條件溫和，原料成本低，環(huán)境友好，為枚棕酸及其衍生染料的大量制備提供了一條新的途徑。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文研究了枚棕酸的合成路線，以乙二醛為原料，在NaHCO3和Na2SO3存在下，分別利用殘液復(fù)用、以分子篩或金屬Cu作為催化劑，一步獲得高純度的枚棕酸。該合成方法原料成本低，條件溫和，環(huán)境友好，枚棕酸收率可達(dá)20.6%, 高于傳統(tǒng)方法的約10%

獲獎(jiǎng)情況

2011化學(xué)工程與材料特性國際學(xué)術(shù)研討會(huì)上發(fā)表

鑒定結(jié)果

本作品在國內(nèi)同類項(xiàng)目中占據(jù)領(lǐng)先地位，大大提高了枚棕酸的合成產(chǎn)率，為下一步的實(shí)驗(yàn)作好了鋪墊，有巨大的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

在1834年Gemlin就分離得到了五方酸，但是由于對方酸類化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的全面認(rèn)識(shí)到近幾年才完全認(rèn)識(shí)清楚。所以這一類化合物的研究進(jìn)展是相當(dāng)緩慢的。近幾年由于新型光電功能材料設(shè)計(jì)的需要，對方酸類化合物的研究逐漸成為熱點(diǎn)。1992年，Seitz等人在Chem.Rev上詳細(xì)的論述了方酸類化合物的研究進(jìn)展。2001年，Dunitz等人在Angew上首次系統(tǒng)的報(bào)道了五方酸簡單鹽的晶體結(jié)構(gòu)，利用X射線系統(tǒng)的分析了五方酸分子中五元環(huán)的結(jié)構(gòu)。雖然五次對稱結(jié)構(gòu)在光電功能化合物設(shè)計(jì)中有著獨(dú)特的優(yōu)勢，但總的來說，對于五方酸類化合物的研究相比其他類化合物進(jìn)展要緩慢的多。其中最重要的一點(diǎn)就是五方酸原料的合成方法進(jìn)展緩慢，目前的合成路線還難以大規(guī)模合成。
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