CO2与炔烃的催化羧基化反应制备高附加值化学品的理论研究

基本信息
批准号:21403123
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:刘玉霞
学科分类:
依托单位:曲阜师范大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘凌君,凌宝萍,王洪亮,李丙文,刘丛丛,唐亚南
关键词:
催化羧基化理论研究炔烃CO2
结项摘要

As one of the most important routes for effectively utilizing CO2 resources, transition-metal catalyzed carboxylation of carbon dioxide with alkynes, which could provide high value-added chemical products, has broad application in the fields of medicine development and organic synthesis. Compared with the experimental studies, theoretical studies on the carboxylation of CO2 with alkynes require to be further explored. In this project, based on the quantum chemistry calculation methods, we will perform systematically studies on the carboxylation of alkynes with carbon dioxide catalyzed by Ni and Cu complexes. Our studies will pay substantial attentions on the following aspects: (a) the mechanism details of the catalytic carboxylation of alkynes with carbon dioxide along various possible pathways, (b) the thermodynamic and dynamical properties of the catalytic reactions, (c) the optimal mechanisms of the carboxylation reactions catalyzed by Ni and Cu complexes, (d) key factors controlling the selective activation of terminal alkynes C≡C bond and C–H bond using different metal catalysts, (e) the influence of the reaction substrate, reducing agent on the selectivity of Ni catalysts, and the influence of the ligand, counterion on the catalytic activity of Cu catalysts. Combining with the existing theoretical literature, we will summarize the potential laws on the catalytic activity and selectivity of different transition-metal catalysts. It is believed that the theoretical results would provide valuable basis and theoretical guidance for rationally designing new efficient and environment-friendly catalysts.

温室气体CO2与炔烃的催化羧基化反应是CO2优化利用、变害为宝的重要途径之一,所得不饱和羧酸及其衍生物在药物开发和有机合成领域有着广泛的应用。同实验研究相比,CO2与炔烃催化羧基化反应的理论研究尚有许多问题需要深入。本项目运用量子化学方法对近年来发展的Ni、Cu催化剂催化CO2与炔烃羧基化反应进行理论研究,探索可能的反应路径,分析反应的热力学和动力学性质,确定最优的反应路径,阐明控制Ni、Cu催化CO2与炔烃羧基化反应的关键因素,揭示端基炔C≡C键和C–H键选择性活化的本质影响。在此基础上研究反应底物、还原剂等因素对Ni催化羧基化反应选择性的影响、配体和抗衡离子对Cu催化剂催化反应活性的影响,总结不同金属催化剂催化活性和反应选择性的内在规律。项目的开展可为新型过渡金属催化剂的合成和筛选提供必要的科学依据,具有重要的理论与现实意义。

项目摘要

温室气体CO2催化转化为高附加值的有机化学品是CO2优化利用、变害为宝的重要途径之一。使用过渡金属络合物催化完成羧基化已成为该领域的研究热点。本课题运用量子化学方法,主要对铼催化CO2与氯甲基环氧乙烷的偶联反应进行了理论研究,我们提出了CO配体协助催化的全新反应机理,在该机理中CO作为配体↔羰基的角色互换确保了反应的顺利进行。另外,研究了其他相关重要的金属有机催化反应,阐明了取代基对催化偶联反应活性和选择性的控制因素,路易斯酸对偶联反应选择性的影响,水对催化异构化反应产物选择性的内在本质。本课题工作对于进一步研究CO2的催化转化奠定了基础,为设计高效新型环境友好的催化剂提供重要的设计思路和理论基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
2

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

DOI:10.13692/ j.cnki.gywsy z yb.2016.03.002
发表时间:2016
3

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2020112601
发表时间:2021
4

煤/生物质流态化富氧燃烧的CO_2富集特性

煤/生物质流态化富氧燃烧的CO_2富集特性

DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20180900
发表时间:2018
5

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

DOI:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019090011
发表时间:2022

刘玉霞的其他基金

相似国自然基金

1

Cu催化的炔烃胺芳化反应研究

批准号:21302017
批准年份:2013
负责人:李燕
学科分类:B0105
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

CO2电催化还原制高附加值化学品

批准号:91545202
批准年份:2015
负责人:杨维慎
学科分类:B03
资助金额:380.00
项目类别:重大研究计划
3

均相Au催化炔烃环异构化反应

批准号:20802034
批准年份:2008
负责人:王少仲
学科分类:B0105
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
4

金/钯双金属联动催化炔烃官能化反应的研究

批准号:21602053
批准年份:2016
负责人:邢亚兰
学科分类:B0108
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目