有机催化剂的应用及发展
有机化学基础知识点整理有机催化剂的种类与应用

有机化学基础知识点整理有机催化剂的种类与应用有机化学基础知识点整理有机催化剂的种类与应用有机催化剂是在有机化学反应中起到催化作用的一类化合物。
它们能够提高反应速率,降低反应活化能,且在反应结束时可通过简单分离和回收的方式得到。
有机催化剂的种类繁多,根据其化学结构和催化机理的不同,可以分为多种类型,如酸催化剂、碱催化剂、金属有机催化剂等。
本文将对有机催化剂的种类及其应用进行整理。
1. 酸催化剂酸催化剂是指带有正电荷或能够释放出H+离子的化合物,如强酸、弱酸、质子酸等。
酸催化剂常用于烯烃的加成、脱水、酯化、酯醇化和酮醇化等反应中。
其中,质子酸催化剂如硫酸、磷酸等在烯烃加成反应中起到重要作用,通过产生碳正离子中间体,促进加成反应的进行。
2. 碱催化剂碱催化剂是指带有负电荷或能够释放出OH-离子的化合物,包括强碱和弱碱。
碱催化剂常用于酯的水解、酯的缩合以及Michael加成等反应中。
例如,氢氧化钠(NaOH)常用于酯的水解反应中,通过提供OH-离子促使水解反应进行。
3. 类金属有机催化剂类金属有机催化剂是指由过渡金属与有机配体形成的化合物。
这类催化剂具有活泼的金属中心和配体的协同作用,能够促进氧化、还原、羰基化、氢化和羟基化等反应。
常见的类金属有机催化剂包括钯催化剂、铜催化剂和铁催化剂。
例如,钯催化剂通常用于碳-碳键形成的反应中,如Suzuki偶联反应和Heck偶联反应。
4. 其他有机催化剂除了上述几类常见的有机催化剂外,还存在着许多其他类型的催化剂。
例如,Lewis酸催化剂能够通过与反应物中的电子云形成配位键而参与化学反应。
还有氧化剂催化剂、还原剂催化剂和硅胺催化剂等。
有机催化剂的应用广泛,涵盖了有机合成中各个领域。
例如,酸催化剂常用于脱水反应、酯化反应和酮醇化反应等有机合成中。
碱催化剂常用于醇酸酯化反应、酯的水解反应和Michael加成等反应中。
类金属有机催化剂在碳-碳键形成的反应中扮演着重要角色,如钯催化的偶联反应和铜催化的氧化反应。
(完美版)高中有机化学催化剂应用总结

(完美版)高中有机化学催化剂应用总结引言有机化学催化剂是一种广泛应用于有机化学反应中的重要工具。
它们可以提高反应速率,减少能量消耗并改善反应产率。
本文总结了高中有机化学中常见的催化剂及其应用情况,旨在帮助我们更好地理解和应用这些催化剂,提高有机化学实验的效果。
催化剂分类与应用金属催化剂1. 铂族金属催化剂(如铂、钯、铑等)在氢化反应中起到重要作用。
它们能催化烯烃、炔烃与氢气的加成反应,将不饱和化合物还原成饱和化合物。
2. 镍催化剂常用于氢解反应和还原反应,如将芳香烃还原为醇类化合物。
3. 钯催化剂广泛应用于羧酸酯和芳香酰胺的转化反应中,将它们转化为醛、醇或酸等化合物。
有机催化剂1. Lewis酸类催化剂在酯化反应中起到重要作用,如三氟化硼(BF3)催化醇与酸反应生成酯类化合物。
2. 硫酸催化剂常用于酸催化的醇与脂类化合物生成醚类化合物。
酶催化剂酶是一类天然的催化剂,广泛存在于生物体中。
例如,酶催化剂葡萄糖氧化酶可使葡萄糖氧化为葡萄糖酸。
催化剂的影响与注意事项1. 催化剂的选择和使用条件对反应的效果影响很大,需要根据反应的特点选择合适的催化剂。
2. 催化剂的使用过程中要注意催化剂的浓度、反应温度、反应时间等因素,以确保反应的高效进行。
3. 催化剂的再生利用与废弃物处理也是需要考虑的问题,要合理利用资源并减少环境污染。
结论有机化学催化剂在高中有机化学实验中具有重要的应用价值。
通过合理选择和使用催化剂,可以提高反应效率、降低反应成本和能量消耗,从而实现可持续发展的目标。
> 注意:本文所述催化剂的应用情况仅是一般性总结,具体应用需参考相关学科和实验教材的指导。
催化剂在有机合成中的应用研究

催化剂在有机合成中的应用研究催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质,广泛应用于有机合成领域。
通过引入催化剂,反应的选择性、效率和产率都可以得到显著提高。
本文将探讨催化剂在有机合成中的应用研究,从催化剂的种类、反应机理以及实际应用等方面进行讨论。
一、催化剂的种类催化剂可以分为两大类:均相催化剂和非均相催化剂。
均相催化剂溶解在反应物中,与反应物形成复合物,从而加速反应进程。
而非均相催化剂则以固体形式存在,与反应物接触并在表面发生反应。
常见的均相催化剂包括过渡金属配合物、酸碱催化剂等;非均相催化剂则包括金属氧化物、金属纳米颗粒等。
二、催化剂的反应机理催化剂在有机合成中的作用机理多种多样。
以均相催化剂为例,过渡金属配合物可以通过提供活化位点,使反应物分子发生键的断裂或形成,从而促进反应的进行。
酸碱催化剂则通过质子或氢离子的传递,改变反应物的电子密度,从而调控反应的速率和选择性。
非均相催化剂的作用机理也十分复杂。
以金属氧化物为例,它们的表面常常具有丰富的氧空位,可以吸附反应物并与之发生反应。
同时,金属氧化物的酸碱性质也可以调控反应的进行。
金属纳米颗粒则具有高度的表面活性,可以提供丰富的活化位点,促进反应的进行。
三、催化剂在有机合成中的应用催化剂在有机合成中的应用广泛而深入。
例如,金属配合物催化剂在不对称合成中发挥着重要作用。
通过选择合适的金属配合物,可以实现对手性产物的高选择性合成。
这对于药物合成和生物活性分子的合成具有重要意义。
另外,酸碱催化剂也在有机合成中得到了广泛应用。
例如,酸催化剂可以促进酯的水解反应,从而实现酯的合成。
碱催化剂则可以促进酯的加成反应,实现酯的加成合成。
这些反应在有机合成中具有重要地位,广泛应用于药物合成、材料合成等领域。
非均相催化剂也在有机合成中发挥着重要作用。
例如,金属氧化物催化剂可以催化醇的氧化反应,从而实现醛酮的合成。
金属纳米颗粒催化剂则可以催化烯烃的加氢反应,实现烯烃的加氢合成。
有机光催化反应的发展与应用

有机光催化反应的发展与应用近年来,有机光催化反应作为一种绿色、高效和环境友好的合成方法,受到了广泛的关注和研究。
有机光催化反应利用可见光或紫外光激发有机分子或有机染料,通过光诱导的活化过程实现有机物转化。
本文将探讨有机光催化反应的发展历程、原理以及其在有机合成和药物研发领域的应用。
一、有机光催化反应的发展历程有机光催化反应的发展可以追溯到二十世纪六七十年代,当时人们开始意识到可见光或紫外光能够激发有机分子进行光化学反应。
然而,由于光催化剂的稳定性、分子设计以及反应条件方面的限制,该领域的研究进展相对缓慢。
直到最近几十年,随着光催化剂的不断改进和催化反应理解的深入,有机光催化反应迎来了快速发展的机遇。
借助于光催化剂的引入,有机光催化反应不仅实现了高选择性和高效率的反应转化,还解决了传统有机合成中困难或不可能实现的反应路径。
光催化反应的广泛应用为有机化学领域带来了一场革命。
二、有机光催化反应的原理有机光催化反应的原理基于光激发有机分子产生活性中间体,进而参与化学反应。
光催化剂通常由有机染料、半导体材料或金属配合物构成。
其中,有机染料和半导体材料催化剂主要通过吸收可见光或紫外光产生激发态分子,而金属配合物催化剂通常利用金属元素的d电子来参与光诱导的反应。
在光激发的条件下,有机分子或催化剂从基态跃迁至激发态,形成具有特定化学性质的活性中间体。
这些活性中间体可以参与氢化、氧化、自由基反应、环化等多种有机物转化反应。
光催化反应的选择性和活性常常可以通过选用合适的催化剂、光源和反应条件进行调控。
三、有机光催化反应在有机合成中的应用有机光催化反应在有机合成领域发挥着重要的作用。
它提供了一种高效、环境友好且高选择性的合成策略,为合成复杂有机分子和天然产物提供了新的途径。
例如,有机光催化反应在碳-碳键和碳-氮键的构建中发挥了重要作用。
通过激活底物分子,光催化剂可以促进自由基反应、光诱导的氧化还原反应、烯烃环化等反应,实现多种碳-碳键和碳-氮键的形成。
有机化学中的催化剂选择与应用

有机化学中的催化剂选择与应用催化剂是有机合成中不可或缺的重要工具,能够加速化学反应速度,提高产率和选择性。
催化剂的选择与应用对于有机合成的成功至关重要。
本文将探讨有机化学中催化剂的选择原则以及常见催化剂的应用。
一、催化剂的选择原则选择合适的催化剂可以显著提高有机合成的效率和产率。
催化剂的选择应考虑以下几个重要因素:1. 反应类型:催化剂的选择应与目标反应类型相匹配。
例如,若反应是氧化还原反应,则应选择具有氧化还原性质的催化剂。
2. 催化剂性质:催化剂应具有高活性和选择性。
活性是指催化剂能够有效地催化反应;选择性是指催化剂能够选择性地促使目标产物生成。
3. 底物适应性:催化剂应与底物具有良好的相容性,能够在适当的条件下催化底物转化为产物。
4. 催化过程理解:催化剂的选择还应考虑催化反应的机理和过程。
对催化剂的性质和反应机制的理解,有助于更好地选择合适的催化剂。
二、常见催化剂及其应用1. 金属催化剂:金属催化剂在有机合成中具有广泛的应用。
常见的金属催化剂包括钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)等。
钯催化的Suzuki偶联反应和铌催化的环状酮催化反应是有机合成中常用的反应。
2. 酸性催化剂:酸性催化剂能够催化酸碱中和反应、酯化反应和羟基保护反应等。
例如,硫酸和磷酸等强酸催化剂常用于酯化反应和酸碱中和反应。
3. 碱性催化剂:碱性催化剂广泛应用于醚化反应和醇醚交换反应等。
乙醇钠和氢氧化钠等碱性催化剂在有机合成中被广泛使用。
4. 光催化剂:光催化剂利用可见光或紫外光激发电子跃迁,从而催化光化学反应。
光催化剂在有机合成中具有广泛的应用,如光催化醇醚化反应和有机污染物降解等。
5. 酶催化剂:酶是一类具有高催化活性和高选择性的生物催化剂。
酶催化剂在有机合成中被广泛应用,如酶催化的酯水解和酶催化的不对称合成等。
三、催化剂选择与可持续发展在催化剂的选择与应用中应关注可持续发展的原则。
可持续发展要求催化剂具有高效性、经济性和环境友好性。
有机合成反应的新进展

有机合成反应的新进展近年来,有机合成领域一直在不断推陈出新,为化学界带来了一系列新颖的合成方法和新进展。
本文将介绍一些在有机合成反应中取得的新进展,包括催化剂的设计与应用、绿色合成的发展以及金属有机化学的新突破。
一、催化剂的设计与应用催化剂在有机合成反应中起到了至关重要的作用,能够提高反应速率和选择性。
近年来,科学家们通过对催化剂的设计与优化,取得了一些令人瞩目的成果。
1. 杂环催化剂的应用杂环催化剂是一类具有特殊结构的催化剂,在有机合成领域中得到了广泛应用。
例如,噁唑、噻唑等杂环催化剂能够有效地催化苯胺的C-H活化反应,实现对芳香胺的直接官能团转化。
2. 可持续催化剂的发展随着对环境保护的重视,绿色合成在有机化学中得到了广泛应用。
科学家们致力于开发可持续的催化剂,以减少或避免对环境的污染。
例如,金属有机骨架材料(MOMs)是一种可持续发展的催化剂,具有高效催化性能和可循环利用的特点。
二、绿色合成的发展绿色合成是有机化学合成中的一个热门研究领域,倡导使用环境友好的反应条件和可持续的合成方法。
1. 可再生资源的应用可再生资源是绿色合成的重要组成部分,其利用可以减少对石油等有限资源的依赖。
例如,生物质废弃物可以通过催化转化为有机化学建筑块,再进一步合成有机化合物。
2. 溶剂的选择与优化合理选择溶剂对于绿色合成至关重要。
传统的溶剂如苯、二甲基甲酰胺等对环境有一定的危害。
科学家们通过开发新型溶剂,如离子液体等,取得了可喜的成果。
三、金属有机化学的新突破金属有机化学是有机合成研究的重要分支,通过探索金属有机体系的性质和反应机理,科学家们取得了一些新进展。
1. 金属催化的碳碳键构建金属催化的碳碳键构建反应是有机合成中的重要反应之一。
例如,钯催化的脱氧交叉偶联反应可以实现芳香化合物的构建,极大地拓展了有机合成的可能性。
2. 金属催化的不对称合成不对称合成是现代有机合成领域的热门研究方向。
金属催化的不对称合成反应能够高效地构建手性化合物,对于药物合成和生物活性研究具有重要意义。
催化剂研究现状及应用

催化剂研究现状及应用催化剂是一种能够加速化学反应进程但不参与反应本身的物质。
它们能够提高反应速率,降低反应活化能,改善反应选择性和提高产物收率。
催化剂的应用范围非常广泛,涵盖了化工、环保、生物医药等多个领域。
在现代科学技术发展中,催化剂的研究和应用也变得日益重要。
本文将介绍催化剂的研究现状及其应用,并探讨未来发展的趋势。
一、催化剂研究现状1. 催化剂的种类及结构目前,催化剂的种类非常丰富,包括金属催化剂、氧化物催化剂、酸碱催化剂等。
这些催化剂的结构形式各异,有的是块状结构,有的是多孔结构,有的是纳米结构。
随着纳米科技的发展,纳米催化剂也日益受到关注。
其结构特点对催化性能起着关键作用。
2. 催化机理研究为了深入理解催化剂的工作原理,科研人员们一直在探索催化机理。
通过表面科学、物理化学等多学科交叉研究,已经揭示了许多催化反应的机理。
计算化学和理论模拟在研究催化剂机理方面也发挥了重要作用。
3. 可控合成与性能调控随着材料科学的发展,合成催化剂的方法也得到了极大提升。
可控合成技术使得科研人员们能够设计和调控催化剂的结构和性能,以实现特定的催化反应需求。
超分子化学、表面修饰等方法也被广泛应用于催化剂的性能调控。
4. 催化剂稳定性研究在实际应用中,催化剂的稳定性一直是一个重要的研究课题。
科研人员们致力于提高催化剂的稳定性,延长其使用寿命。
通过有效的载体设计、控制催化剂的表面活性位点等措施,已经取得了一定的成果。
除了单一功能的催化剂,多功能催化剂的研究也备受关注。
它们可以同时实现多种不同的催化反应,提高资源利用效率,减少能源消耗。
在未来的研究中,多功能催化剂将会成为一个重要的方向。
二、催化剂的应用1. 化工领域在化工领域,催化剂的应用广泛。
乙烯裂解制取乙烯、氨合成、石油加氢脱硫、精细化工催化等都离不开高效催化剂的支持。
催化剂能够降低反应温度和压力,提高产物纯度和选择性,降低原料和能源消耗,从而节约生产成本,减少环境污染。
催化剂在有机合成中的底物范围拓展

催化剂在有机合成中的底物范围拓展概述:有机合成是一门关键的化学领域,在制备有机化合物时起着至关重要的作用。
催化剂是有机合成中的一种有效工具,它能够加速反应速率,提高产物收率,并且在反应中可以实现高选择性。
不断探索和拓展催化剂的底物范围,对于合成更复杂和多样的有机化合物具有重要意义。
本文将讨论催化剂在有机合成中拓展底物范围的一些重要进展。
1. 金属催化剂的应用:金属催化剂被广泛用于有机合成中。
典型的金属催化反应包括金属有机配合物催化的羰基化反应、交叉偶联反应等。
近年来,研究人员一直在探索使用新型金属催化剂,以拓展其底物范围。
例如,钯催化的氯代芳烃和炔烃的Sonogashira反应,能够高效合成内炔化合物。
其他金属催化剂如铜催化剂以及贵金属催化剂等也在有机合成中得到广泛应用。
2. 有机小分子催化剂:除了金属催化剂,有机小分子催化剂也是有机合成中的重要部分。
这些有机小分子催化剂具有较低的毒性和较简单的合成,因此在实际应用中非常有潜力。
茚类化合物、吲哚类化合物和酚类化合物等从分子结构上具有良好的催化活性。
例如,茚类化合物催化的醛酮烷基化反应在药物合成中具有重要应用。
吲哚类化合物催化剂在不对称合成中也发挥着重要作用。
有机小分子催化剂的研究将进一步促进有机合成的发展。
3. 生物催化剂的应用:生物催化剂是一类新兴的催化剂,在有机合成中具有巨大潜力。
酶是生物催化剂的重要组成部分,它们可以在温和的条件下催化高效的有机合成反应。
通过对天然酶的改造和工程,研究人员可以获得具有高催化活性和高选择性的生物催化剂。
生物催化剂可以用于合成具有特殊结构和活性的有机化合物,例如药物和功能性材料等。
4. 催化剂的设计和优化:为了进一步拓展催化剂在有机合成中的底物范围,研究人员不断致力于催化剂的设计和优化。
利用计算化学和理论化学方法,可以预测和优化催化剂的结构和催化机理。
此外,通过合理的配体设计和反应溶剂的选择,也可以提高催化剂的活性和选择性。
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/sundae_meng催化化学综述综述题目:有机催化剂的应用及发展学院:_专业:_班级:___学号:_学生姓名:_2013年 6月16日有机催化剂的应用及发展前言在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既能提高也能降低),而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(也叫触媒),在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。
现代化学工业产品的85%都是通过催化过程生产的,每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功,都会引起化学工业的重大革新。
有机催化剂作为其中非常重要的一种,和我们生活的各个方面都有着联系,其发展历史也是几经波折,最终也取得了不错的成果。
有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂,其在社会生产中具有重要作用。
1.非金属有机催化剂金属有机催化剂相反,非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物.此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂,它是通过分子中所含的N,P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体,同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。
1.1、非金属有机催化剂的种类1、有机胺类:脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等;2 、有机膦类:三烷基膦类、三芳基膦类等;3 、手性醇类质子催化剂:如TADDOL类催化剂。
非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系,有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体,还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理.大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性,尤其是应用在不对称合成中,经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性,并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点,所以越来越受到各国化学家的重视。
1.2、非金属有机催化剂的应用1.2.1.松香酯化催化剂松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。
研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。
松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。
它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。
松香的氢化和酯化是其中最主要的改性手段。
松香对氧化的不稳定性及其相应的黄化趋势主要与枞酸型树脂酸的共轭双键体系有关。
采用催化加氢的方法使松香内枞酸型树脂酸的共轭双键部分或全部被氢气饱和而趋于稳定。
氢化松香具有较高的抗氧化性能 ,在空气和光照下不被氧化和不变色 ,无结晶趋势 ,脆性小 ,粘结性强 ,能长期保持弹性和色浅等优点 ,因而广泛应用于胶粘剂、合成橡胶、涂料、油墨、造纸、电子、食品等行业。
对松香进行加氢改性是松香改性的主要途径之一。
1.2.2.Dicls-Alder反应通常,环加成反应都涉及到活化中间体的价电子重组.在热或光的作用下激发反应分子来提供反应所需的能量,一般不涉及其他试剂.然而,如果反应物或产物分子含有对光和热敏感的基团,或者存在反应物与产物难分离等不利因素时,此类反应便不能得到充分的应用.1989年,Riant和Kagan[14]报道了第一例碱(Prolinol,18)催化的对映选择性Diels2Alder反应.研究发现在Prolinol催化下蒽酮和N2甲基顺丁烯二酰亚胺的Diels2Alder反应给出了极高的收率,但只有中等水平的对映选择性(Eq.8).文中提出了双功能机理,即催化剂中N的孤电子对促使蒽酮形成烯醇化物有利于和缺电子亲双烯体的反应,同时催化剂中的羟基和亲双烯体N2甲基顺丁烯二酰亚胺形成氢键起到控制对映选择性的作用.1.2.3.亚胺的氢氰化氰化氢对亚胺的不对称加成是一个非常有用的反应,用此反应的产物进行水解便可以很容易得到具有光学活性的氨基酸.Lipton小组发现使用手性催化剂二酮哌嗪催化苯甲醛亚胺的氢氰化时,并未发现有不对称产物的生成.据推测可能是因为苯甲醛亚胺中的N原子有足够的碱性因而导致在氢氰化的过程中催化剂中的咪唑侧链不能促进质子的转移,把上述催化剂中的咪唑部分换作胍基后则有了突破性的进展.在一25℃条件下,催化量的(2 mo1%)就可以使N-二苯甲基亚胺的氢氰化产物α氨基腈有非常高的收率和对映选择性。
2、金属有机催化剂金属有机化学是当代化学的前沿领域之一,它的发展最为活跃、最为迅速和最有生命力。
第一个金属有机化合物Zeise盐K[C2H4PtCl3]发现于1817年,之后人们对主族元素,特别是有机锂、有机镁、有机锌和人机铝化合物的合成与应用进行了初步的研究。
金属有机化合物又称有机金属化合物(metallo-organic-compound),是指烷基(包括甲基、乙基、丙基、丁基等)和芳香基(苯基等)的烃基与金属原子结合形成的化合物,以及碳元素与金属原子直接结合的物质之总称,是一类至少含有一个金属-碳(σ和∏)键的化合物。
金属有机化学与催化科学紧密相关,它的发展不公提供了一系列的高活性和高选择性的新型催化剂,而且为在公子水平上研究现代催化理论提供了科学依据。
也就逐步形成了今天的金属有机催化化学,所以金属有机化学与催化的前景都是一片光明。
2.1金属催化剂的应用2.1.1Ziegler—Natta(齐格勒-纳塔)催化剂目前世界生产聚丙烯的绝大多数催化剂仍是基于Ziegler—Natta催化体系,即TiCl4 沉积于高比表面和结合Lewis碱的MgCl4结晶载体上(有的是以SiO2,作MgCI,的载体),助催化剂是烷基铝;催化剂的特点是高活性、高立构规整性、长寿命和产品结构的定制。
自20世纪90年代以来,美国、日本和西欧等的主要PP生产商将大部分研究工作集中于该类催化剂体系的改进上。
高活性/高立构规整性(HY/HS)载体催化剂是现代聚丙烯生产工艺的基础,也是目前聚丙烯生产工艺,如Spheripol、Hypol、Unipol、Innovene、Borstar、Novolen等工艺的核心。
白20世纪90年代以来,美国、西欧和日本主要的聚丙烯生产将大部分研究工作集中于该类催化剂体系的改进上。
2000年前一直是世界上最大聚丙烯生产商的Montell公司,主要开发力量仍集中在Ziegler—Natta的HY/HS系列催化剂的改进上,以确保其Spheripol工艺的领先地位。
它通常在市场上销售10个牌号的Spheripol载体催化剂,基本上都属于Ziegler—Natta 型HY/HS催化剂;该公司在采用邻苯二甲酸酯作为给电子体的第四代催化剂的基础上,又开发了乙二醚作为给电子体的第五代新型Z—N催化剂,催化活性高达90kg/g,在较高温度和较高压力下,用新催化剂可使聚丙烯抗冲共聚物中的聚丙烯段有较高的等规度,提高了结晶度,即使熔体流动指数很高时,聚丙烯的刚性也很好,非常适合用作生产洗衣机内桶的专用料。
目前,该公司正在开发一系列基于其专利的二醚类给电子体新催化剂,据称催化剂活性超过100 kg/g,聚合物等规指数大于99%。
用这类催化剂生产的产品具有窄的分子量分布,适用于纺粘和熔喷纤维,并可与新的茂金属催化剂相竞争。
此外,它还具有极好的氢调敏感性,可控制反应器中PP的分子量。
在其中试装置上,巴塞尔公司还在研究将Z—N催化剂与茂金属催化剂相结合的技术。
2.1.2 茂有机金属催化剂茂金属催化剂由过渡金属锆、钛或铪与一个或几个环戊二烯基或取代环戊二烯基,或与含环戊二烯环的多环化结构(如茚基、芴基)及其它原子或基团形成的有机金属络合物和助催化剂(某些情况下,还需要载体)等组成。
与传统zie91er—Natta催化剂相比,高活性、单一活性中心以及可实现乙烯与位阻较大的烯烃、含极性基团的烯烃问的共聚等是茂金属催化剂最为显著的特征。
高活性带来了聚合物中灰分含量低、聚合物透明度高等特点;单一活性中心使得茂金属聚烯烃树脂具有均匀的组成分布(具体体现在相对分子质量分布较窄)及均匀的共聚单体分布,并可获得立体规整性聚合物(如问规聚丙烯(sPP)、间规聚乙烯(sPs))等特点。
因此,用茂金属催化剂制备的聚乙烯(mPE)具有高强度、高透明度、耐穿刺性好、低温热封性好、可萃取物含量低等特点。
我国的茂金属催化剂研究始于20世纪80年代中后期,比国外起步晚了10年。
目前,我国从事茂金属催化剂研究的单位有十几家,以高等院校和科研院所居多,介入这一领域的单位有:中国石化北京化工研究院、中国石油兰州石化研究院、中国石化石油化工科学研究院、中国科学院化学研究所、长春应用化学研究所、吉林大学、大连理工大学、中国石化上海石油化工研究院、中国科学院上海有机化学研究所、华东理工大学、复旦大学、浙江大学、中山大学、中国科学院兰州化学物理研究所。
研究方向主要集中在mPE、茂金属间规聚丙烯、茂金属乙丙弹性体、茂金属间规聚苯乙烯等方面。
2.1.3有机镍催化剂油酸镍为油溶性催化剂,必变油酸镍催化剂的量,在240℃,2MPa下反应24h,测定反应前后油样粘度,计算降粘率,可知,催化剂的加入量不同,降粘效果不同,在没有催化剂作用时,稠油降粘率为36.4%,这是因为240℃时稠油发生热裂解反应,从而大大降低了稠油的粘度。
随着催化剂的量为稠油质量的0.2%时,稠油降粘率下降,这可能是随着催化剂加入量增加,部分镍在高温下与胶质、沥青质中的分子缔合,形成大分子物质,从而降低了粘率。
3有机催化剂的发展随着工农业技术的发展与进步, 催化剂在生产技术中的地位显得越来越重要。
从普通的石油化工产品生产发展到氢燃料生产, 催化剂对整个工业以至于全社会的发展起着革命性的作用。
其使用的范围远远超过了石油化工领域, 包括能源、环境保护、水处理、医药、食品、矿业、生物工程、安全工程、新材料等等领域的生产都与催化剂息息相关。
从催化剂的制备研究动态看,从单相到多相、从无机到生物催化酶、从简单制备工艺到结构设计与结构分析等, 催化剂的研究应用呈多样化方向发展, 出现了许多以前没有的新思路、新方法、新技术与新发现。
4结论有机合成在现代工业生产中有着举足轻重的地位,现在已经发展起来的金属有机催化剂、非金属有机催化剂、微粒有机催化剂有各自的优点,但又有各自的缺点,如何综合所有有机催化剂的优点,避免其缺点,称为今后发展的主要方向。
而且,在今后的研究中,在不对称合成中有机催化剂的合成研究比较重要。