5-氯甲基糠醛水解制备5-羟甲基糠醛的工艺优化及反应动力学研究

研究了5-氯甲基糠醛（CMF）在纯水或水/丙酮体系中水解生成5-羟甲基糠醛（HMF）,探究了水解反应条件（如溶剂体系、碱中和剂、温度和CMF添加量等）对CMF水解的影响,并分析了其水解反应动力学。研究结果表明：水/丙酮体系有助于减少HMF的副反应,加入连二亚硫酸钠（Na₂S₂O₄）可以进一步阻止腐殖质的产生;1 g CMF在10 mL水/丙酮体积比为1∶4的混合液中,添加0.35 g的CaCO₃,温度353.15 K下保温反应28 min,此优化水解条件下CMF转化率为97%,HMF得率可达85%,副产物乙酰丙酸（LA）得率为6%;添加Na₂S₂O₄后,HMF的分离得率可由50%提高到86%。动力学研究结果表明：在水/丙酮体系中CMF水解反应活化能为12.3 kJ/mol,水解速率常数k₁=5.56exp（-1.23×10⁴/RT）。     

溶液聚合法制备PAMPS高吸水树脂及其性能研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体,过硫酸钾为引发剂,N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合法制备了PAMPS高吸水树脂,并对合成条件进行优化,得到了合成PAMPS高吸水树脂的最佳工艺条件：m（单体）=35%,m（引发剂）=0.04%,m（交联剂）=0.03%,中和度N=60%,反应温度（时间）50℃（2 h）、60℃（3 h）、70℃（2 h）.在此条件下合成的PAMPS高吸水树脂在室温下蒸馏水和0.9%NaCl溶液中吸液倍率分别为4 062 g/g及165 g/g.     

固体酸和金属氧化物催化葡萄糖制取5－羟甲基糠醛

利用离子液体1－丁基－3－甲基咪唑氯盐为反应溶剂,强酸性阳离子交换树脂 NKC －9和 TiO2、Al2O3、ZrO23种金属氧化物为催化剂,研究了其对葡萄糖转化为5－羟甲基糠醛（5－HMF）的催化效果。考察了3种金属氧化物不同的焙烧温度以及催化剂用量、反应温度、时间对5－HM F产率以及葡萄糖转化率的影响。结果表明：Al2 O3的催化活性高于TiO2和ZrO2,其中550℃下焙烧得到的Al2 O3的催化活性最好。当NKC－9添加量为0．05g ,Al2 O3用量为0．05g ,反应温度为120℃,反应时间为1．5h时,5－HM F产率最高可达54．3％。     

冰片烯的合成研究

分别以α-蒎烯、β-蒎烯和莰烯为原料,合成2-氯莰烷,再以2-氯莰烷为原料合成冰片烯. α -蒎烯合成2-氯莰烷的反应温度为-5℃, β -蒎烯合成2-氯莰烷的反应温度为-10℃;莰烯合成2-氯莰烷的反应条件是以氯化锌为催化剂、投料比6∶1(物质的量比,下同)、温度为35℃,反应时间24h.2-氯莰烷合成冰片烯的工艺条件为,以叔丁醇钾为消除反应试剂、投料比为3∶1、DMF为溶剂、反应温度为120℃、反应时间为3h.采用FT-IR、GC-MS和1HNMR等方法对2-氯莰烷和冰片烯进行了结构鉴定.     

-蒎烯合成3-亚甲基诺蒎酮的研究

研究了以β-蒎烯为原料合成3-亚甲基诺蒎酮的反应.以丙酮为溶剂,以酸性高锰酸钾为氧化剂,β-蒎烯经选择性氧化生成诺蒎酮,研究了氧化剂体系、溶剂体系、反应温度和反应时间对β-蒎烯氧化选择性及诺蒎酮得率的影响.采用KOH为催化剂、37％甲醛水溶液为羟甲基化试剂与诺蒎酮进行羟醛缩合反应得到3-亚甲基诺蒎酮,探讨了诺蒎酮与甲醛物质的量之比、催化剂种类及用量、溶剂体系、反应温度以及反应时间等因素对反应的影响,并采用正交试验法优化了羟醛缩合反应工艺,并确定了适宜的合成工艺条件:n(甲醛)与n(诺蒎酮)为21∶1,n(KOH)与n(诺蒎酮)为1.5∶1,反应在无溶剂存在下进行,反应温度65 qc,反应时间2h.在此工艺条件下,3-亚甲基诺蒎酮得率大于92％.采用GC-MS、FT-IR、1H NMR、13C NMR等手段对合成所得产物的化学结构进行了分析测定.     

异长叶烯基噻唑类化合物的合成及其抑菌、抗肿瘤活性研究

以异长烯酮为原料,通过缩合、亲核取代和环化等手段合成了11种新型异长叶烯基噻唑类化合物,同时采用1H NMR、13C NMR、LC-MS和FT-IR对化合物进行了鉴定,从而确定了化合物的结构。对目标化合物进行了抑菌活性实验,结果表明:(E)-4-(4-甲氧基苯基)-2-(2-(1,1,5,5-四甲基-3,4,5,6-四氢-1H-2,4a-亚甲基-7(2H)-亚基)肼基)噻唑(2e)与(E)-4-(4-甲基苯基)-2-(2-(1,1,5,5-四甲基-3,4,5,6-四氢-1H-2,4a-亚甲基-7(2H)-亚基)肼基)噻唑(2g)对细菌(大肠杆菌与金黄色葡萄球菌)具有较好的抑制效果,最低抑菌质量浓度(MIC)为7.8 mg/L。(E)-4-氯苯基-2-(2-(1,1,5,5-四甲基-3,4,5,6-四氢-1H-2,4a-亚甲基-7(2H)-亚基)肼基)噻唑(2b)对真菌(白念球菌与热带假丝酵母)抑制效果优于其他化合物,其MIC值为15.6 mg/L。采用噻唑蓝(MTT)法对目标化合物进行了人体肝癌细胞(HepG 2)抗癌活性测试,化合物2g(IC50=43.9±0.9 mg/L)对HepG 2具有较好的抗癌活性。     

蔗糖脱水制备5-羟甲基糠醛的研究

研究了Brnsted-Lewis复合催化体系催化蔗糖脱水制备5-羟甲基糠醛,考察了反应条件对5-羟甲基糠醛收率的影响,最佳反应条件为:蔗糖2.0 g,复合催化体系HCl-CrCl3(质量比5∶1)0.8 g,二甲基亚砜20 mL,反应时间30 min,反应温度200℃。在上述较佳反应条件下,蔗糖转化率为100%,5-羟甲基糠醛的收率达72.7%。此外,CrCl3对产物5-羟甲基糠醛具有良好的稳定性,在一定程度上可避免产物继续发生水合/脱羧反应而生成甲酸和乙酰丙酸。     

PAAMPS高吸水树脂保水性能的研究

采用悬浮聚合法合成了一定交联度的聚(丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)高吸水树脂(PAAMPS),研究了其在土壤中的保水性能.试验表明:在土壤中加入一定量的PAAMPS可以有效防止土壤水分的缺失,提高土壤的含水量.可在一定程度上提高土壤的吸水保水作用.加入PAAMPS树脂的量在1.0%～1.5%,即10～15 g·kg~(-1)为最好,此用量可在土壤中形成隔水层(密封层),完全阻止水分向下渗透.随着树脂交联密度增加,保水能力提高.     

酸功能化离子液体磺烷基咪唑对甲苯磺酸盐催化合成松香甲酯的研究

制备、表征了酸功能化离子液体1-(3-磺酸)丙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐((HSO3-pmim)pTSA),并用于催化合成松香甲酯的反应研究,详细考察了甲醇用量、催化剂用量、反应温度、反应时间等因素对反应结果的影响,得到较佳的工艺条件:甲醇15 g,离子液体2.5 g,松香5 g,反应温度200 ℃,反应时间4 h.在该条件下,所得产物松香甲酯的酸值为17.4 mg/g;并对离子液体(HSO3-pmim)pTSA的重复使用性能进行了考察,分出的离子液体在不经处理直接重复使用5次时,所得产物松香甲酯的酸值为20.1 mg/g,具有较好的可重复使用性.     

CNMR定量分析

采用13C NMR定量分析了由选定碱-酸-碱工艺所合成的E1级胶合板用脲醛树脂.结果 表明:在初始碱性阶段有70.27 %的甲醛分子转化成了羟甲基脲,24.83 %的甲醛分子转化成了亚甲基醚键.在随后的酸性缩聚阶段中,64 %的羟甲基脲发生断裂,放出甲醛,缩聚成亚甲基键及亚甲基醚键.在酸性阶段加入的第二批尿素与树脂中的游离甲醛形成羟甲基脲.超过一半的亚甲基醚键在最后的碱性保温阶段发生分解,并与此时加入的第三批尿素生成羟甲基脲.