摘要：乙醇鈉等是有機合成工業(yè)常用的強堿，但存在腐蝕嚴重、副反應(yīng)多、產(chǎn)品分離復雜、收率較低等缺點，很多有機合成工業(yè)改用碳酸鹽尤其是碳酸鉀。但由于碳酸鉀堿性較弱，其參與的化學反應(yīng)具有高溫、高壓、反應(yīng)時間長等缺點。由于特殊的物理、化學性能，納米材料的制備及其在有機合成中的應(yīng)用成為近年來的研究熱點，但納米碳酸鉀的制備及其在有機合成中的應(yīng)用研究未見報道。本論文目的是制備納米碳酸鉀，取代傳統(tǒng)強堿，應(yīng)用于有機合成反應(yīng)，實現(xiàn)有機合成的綠色化。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.采用高頻共振研磨機制備納米碳酸鉀，對影響納米碳酸鉀粒徑的因素進行了考察。結(jié)果表明，濕法研磨比干法研磨制備的碳酸鉀粉體粒徑更小，質(zhì)子性有機溶劑利于濕法研磨制備碳酸鉀粉體，若加入少量月桂酸，碳酸鉀粉體的粒徑會進一步降低。在無水乙醇中加入碳酸鉀物質(zhì)的量0.3%的月桂酸，可以制備平均粒徑為98nm的納米碳酸鉀，其中小于100nm的納米碳酸鉀顆粒占75%。測試表明，在質(zhì)子性有機溶劑中納米碳酸鉀表現(xiàn)出較強的堿性，可以取代乙醇鈉等強堿促使丙二酸二乙酯與芐基氯進行烴基化反應(yīng)。 2.以納米碳酸鉀取代乙醇鈉等強堿，研究了活潑亞甲基化合物與鹵代烴在非水有機溶劑中的烴基化反應(yīng)，考察了反應(yīng)的不同影響因素。結(jié)果表明，質(zhì)子性有機溶劑利于反應(yīng)的進行；不同的底物和鹵代烴，反應(yīng)活性有差異，對于Br,Cl-二鹵代烷烴，活潑亞甲基化合物可以與溴代烴發(fā)生選擇性烴基化反應(yīng)。在無水乙醇中50-80℃反應(yīng)，活潑亞甲基化合物的單烴基化產(chǎn)品收率為82-90%，高于乙醇鈉法的收率。 3.以納米碳酸鉀取代乙醇鈉等強堿，研究了雙酚A等二羥基酚類化合物與鹵代烴在非水溶劑中的Williamson反應(yīng)，考察了反應(yīng)的不同影響因素。結(jié)果表明，質(zhì)子性有機溶劑利于反應(yīng)的進行，在質(zhì)子性有機溶劑中雙酚A等酚類化合物的兩個羥基分步與鹵代烴進行反應(yīng)，與傳統(tǒng)強堿法不同。在無水乙醇中，控制適當物料比，單酚基醚化合物收率在88%以上，二酚基醚化合物收率在95%以上。在無水乙醇中合成了雙酚A液體環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值為0.4267-0.5324mol/100g，有機氯含量為0.088-0.372%，達到了工業(yè)品的技術(shù)指標，克服了傳統(tǒng)工藝環(huán)境污染嚴重、物料消耗高等缺點。 4.以納米碳酸鉀取代氫氧化鉀等強堿，研究了活潑亞甲基化合物與二硫化碳在非水溶劑中的縮合反應(yīng)，考察了反應(yīng)的不同影響因素。結(jié)果表明，質(zhì)子性有機溶劑利于反應(yīng)的進行，底物的結(jié)構(gòu)對反應(yīng)有顯著的影響。在無水乙醇中30-40℃反應(yīng)，產(chǎn)物烷基化后的產(chǎn)品收率為83-90%，高于強堿法的收率。以異硫氰酸甲酯和硝基甲烷為主要原料，合成了N-甲基-1-甲硫基-2-硝基乙烯胺，產(chǎn)品收率由傳統(tǒng)工藝的50%提高到85%。 5.以納米碳酸鉀取代乙醇鈉等強堿，研究了非水溶劑中活潑亞甲基化合物的非均相肟化反應(yīng)，考察了反應(yīng)的不同影響因素。結(jié)果表明，質(zhì)子性有機溶劑利于反應(yīng)的進行，底物和反應(yīng)溫度對反應(yīng)影響顯著。在無水乙醇中10-20℃反應(yīng)，產(chǎn)品收率為81-92%，與乙醇鈉法相當，但產(chǎn)物的分離更簡單。展開

關(guān)鍵詞：納米碳酸鉀 烴基化反應(yīng) Williamson反應(yīng) 肟化反應(yīng) 縮合反應(yīng)