超声促进固体催化剂催化油脂共轭反应及其机理研究

本项目拟以豆油为原料，镍为催化剂，氮气为保护气，研究超声对油脂共轭反应的促进作用，反应历程，以及超声促进反应的内在本质。首先，研究不同声场参数条件下共轭反应的动力学，在理论推导的基础上，通过试验进行参数拟合，确定动力学模型，再通过测定中间产物来确定反应的真实历程。然后，对油脂中超声空化物理效应进行深入的分析计算和实验测试，研究油脂中超声空化阈值、气泡共振频率、空化泡动力学过程、空化泡的崩溃时间、空化泡崩溃时泡内的温度和压力等变化规律，并通过实验测量油脂中不同条件的声速、衰减、声阻抗等声学参量的变化规律，理论分析这些规律同分子微观结构、以及催化剂结构的关系，并结合不同超声参数条件下共轭反应动力学的研究，从而确定超声对油脂共轭反应作用的内在本质。本课题的研究成果开创一条高效、价廉、环境友好的油脂共轭反应新方法，对丰富有机化学的共轭理论以及超声化学理论均具有重大意义。

本项目研究超声对固体催化剂催化油脂共轭反应的促进作用、机理以及反应的内在本质。建立以大豆油为原料，固体为催化剂，氮气为保护气，超声强化油脂共轭反应实验装置；研究了超声参数(功率、频率、作用方式)、催化剂用量、温度、时间等因素对油脂共轭反应的影响，采用正交或响应曲面法试验，确定最适宜工艺参数；进行了超声强化油脂共轭反应的机理研究，表明超声的作用是促进了亚油酸分子的离解反应产生大量的H自由基以及增强了Ni[H•]与含有共轭双键的中间体的有效碰撞；进一步制备多种镍系催化剂和铜-铬催化剂及其催化共轭反应效果研究；对碘催化油脂共轭反应产物进行分析，表明碘催化油脂发生了共轭反应，产物以反-反式和顺-反式为主，反应过程中并未发生聚合反应；研究了碘催化亚油酸共轭反应的动力学，在超声作用下，亚油酸共轭反应符合宏观一级动力学特征；超声声强、反应物初始浓度、温度及催化剂浓度对反应速率的影响较大；再进一步研究了几种抗氧化剂对共轭油脂的氧化抑制作用。 . 本课题的研究成果开创一种高效、价廉、环境友好的油脂共轭反应新方法，对丰富有机化学的共轭理论以及超声化学理论具有重大意义。