可回收液液两相催化体系的构建及其在木质素氧化降解反应中的应用

针对木质素氧化降解制备高附加值芳香醛反应过程存在的转化率低、产物不易分离、容易深度氧化以及催化剂难以循环使用等问题，项目拟将含有π电子对或配位能力强的原子/基团引入到离子液体结构中，创制出对木质素和氧化催化剂具有良好溶解性能的新型离子液体，并采用反应-萃取分离耦合技术，构建出可回收液液两相反应-分离一体化体系，用于氧气选择性氧化降解木质素制备芳香醛的反应过程。利用液液两相催化体系利于产物分离及催化剂循环使用的特性，使木质素高效转化成产物芳香醛，并实现过程的反应-分离一体化以及离子液体/催化剂的回收循环使用。以期克服目前传统反应体系存在的缺点，为实现木质素选择性氧化降解过程的清洁化提供理论指导。

设计合成了12种新型离子液体，研究了离子液体对木质素的溶解性、降解性及其热稳定性等重要性质，筛选出对木质素的溶解性好、降解性强和热稳定性高的离子液体4种，分别为：1,3-二甲基咪唑磷酸甲酯盐[Mmim]DMP、N-甲基吡啶磷酸甲酯盐[MPy]DMP、N,N-二甲基吗啉磷酸甲酯盐[Mmo]DMP、甲基三乙基铵磷酸甲酯盐[Mtet]DMP，并采用FT-IR、1H NMR、13C NMR和31P NMR等技术方法进行了表征，结果表明所合成的离子液体正是目标化合物。. 采用反应-萃取分离耦合技术，在离子液体体系下构建出可回收液液两相反应-分离一体化体系，用于氧气选择性氧化降解木质素制备芳香醛的反应过程。结果表明：在离子液体[Mmim]DMP和甲基异丙基酮构建的两相反应-分离一体化体系中，[Mmim]DMP 47.5 g、甲基异丙基酮30ml、木质素2.5 g、O2 压力2.5 MPa、反应温度175 oC和反应时间1.5 h的较佳反应条件下，木质素转化率达100%，芳香醛总收率近30%。且回收的离子液体重复使用6次后，木质素转化率和芳香醛的收率无显著降低，具有较好的重复使用性能。. 上述研究结果达到了预期目标。