二苯甲烷二氨基甲酸甲酯热解制备异氰酸酯反应过程机理的ReaxFF反应分子动力学研究

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基本信息

  • 批准号:
    21406245
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0807.绿色化工与化工安全
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The thermal decomposition of methylene-4,4-di(ethylphenyl-carbamate) (MDC) is the most promising method for producing methylene-4,4-di(phenylisocyanate) (MDI). However, it is difficult to improve the yield of MDI. One important reason is that the reaction mechanism of pyrolysis process is not clearly understood. This project is devoted to the study of the reaction mechanism of the thermal decomposition of MDC to MDI, by constructing a series of multi-level molecular simulation methods including ReaxFF reaction molecular dynamics and quantum chemistry. The project is mainly focused on finding the key factors of directional transformation MDC pyrolysis process effect mechanism and the main reaction effective regulation, the generation mechanism of a byproduct of the process and its influence on the reaction. Subsequently, The layered montmorillonite Brønsted catalytic pyrolysis and methanol adsorption separation coupling mechanism were studied. Finally, studying of the reaction process of solvent effect, we want to provide a theoretical guidance for the selection and design of solvent. It is anticipated that the project can provide helpful reference for the non-phosgene MDI technology development, and has important theoretical value and practical significance.
二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)热解是目前非光气法合成异氰酸酯(MDI)最有前景的技术路线,但工艺开发过程中MDI产率的调控是技术难点,这主要是由于对热解过程的分子转化及反应机理认识不足。鉴于此,本项目拟采用以ReaxFF反应分子动力学为核心的多尺度方法模拟MDC热解反应过程,开发适合反应物及产物分子的ReaxFF反应力场,重点明晰MDC单分子可逆β-热消去反应过程本质及外加溶剂效应,探索液相热解过程副反应的发生及调控机制,明确多聚体PMDC副产物及杂质分子对MDC热解过程的影响。同时借助巨正则蒙特卡罗方法开展层状蒙脱石Brønsted酸催化热解及甲醇吸附分离耦合作用机理研究,为催化剂设计提供支撑。本项目的分子模拟研究可为MDC热解过程中MDI产率调控方案的设计提供可靠的理论指导。

结项摘要

本项目以明晰MDC热解过程反应机理为目标,建立了以ReaxFF反应分子动力学为核心,量子化学等为辅助的多尺度分子模拟方法体系,重点明晰了MDC单分子可逆β-热消去反应过程本质及外加溶剂效应,探索了液相热解过程副反应的发生及热力学调控机制,明确了多环MDC副产物及杂质分子对MDC热解过程的影响。同时借助GCMC方法开展层状蒙脱石Brønsted酸催化热解及甲醇吸附分离耦合作用机理研究,为催化剂设计提供支撑。通过本项目的理论模拟研究,开发了适用于氨基甲酸酯、异氰酸酯类有机物质的ReaxFF反应力场参数,明晰了苯氨基甲酸酯类有机物质可逆热消去反应本质,从而为非光气法制备MDI工艺开发提供重要支撑,具有重要的理论价值与实际应用意义。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Efficient and stable Cu/SiO2 catalyst for syntheses of ethylene glycol and methanol via chemoselective hydrogenation of ethylene carbonate
高效稳定的 Cu/SiO2 催化剂用于碳酸乙烯酯化学选择性加氢合成乙二醇和甲醇
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    chinese journal of catalysis
  • 影响因子:
    16.5
  • 作者:
    Jiaju Liu;Peng He;Huiquan Li;Hui Liu;Yan Cao
  • 通讯作者:
    Yan Cao
Isobaric vapor–liquid equilibrium for binary system of aniline + methyl-N-phenyl carbamate
苯胺甲基-N-苯基氨基甲酸酯二元体系的等压气液平衡
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chinese Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Yuqian Li;Peng He;LiguoWang;Yan Cao;Kelin Huang;Huiquan Li
  • 通讯作者:
    Huiquan Li
Synthesis of hexamethylene-1,6-dicarbamate by methoxycarbonylation of 1,6-hexamethylene diamine with dimethyl carbonate over bulk and hybrid heteropoly acid catalyst
本体杂多酸催化剂下 1,6-己二胺与碳酸二甲酯甲氧基羰基化合成 1,6-二氨基己酸
  • DOI:
    10.1007/s11164-017-3030-4
  • 发表时间:
    2017-12-01
  • 期刊:
    RESEARCH ON CHEMICAL INTERMEDIATES
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Ammar, Muhammad;Cao, Yan;Li, Huiquan
  • 通讯作者:
    Li, Huiquan
An efficient green route for hexamethylene-1,6-diisocyanate synthesis by thermal decomposition of hexamethylene-1,6-dicarbamate over Co3O4/ZSM-5 catalyst: An indirect utilization of CO2
Co3O4/ZSM-5催化剂上1,6-二氨基六亚甲基酯热分解合成1,6-二异氰酸酯的高效绿色路线:CO2的间接利用
  • DOI:
    10.1016/j.cjche.2017.03.032
  • 发表时间:
    2017-12-01
  • 期刊:
    CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Ammar, Muhammad;Cao, Yan;Li, Huiquan
  • 通讯作者:
    Li, Huiquan
Influence of support on the performance of copper catalysts for the effective hydrogenation of ethylene carbonate to synthesize ethylene glycol and methanol
载体对碳酸乙烯酯有效加氢合成乙二醇和甲醇铜催化剂性能的影响
  • DOI:
    10.1039/c6ra06464g
  • 发表时间:
    2016-05
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Li Fengjiao;Wang Liguo;Han Xiao;He Peng;Cao Yan;Li Huiquan
  • 通讯作者:
    Li Huiquan

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  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
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          K --> L[研究结束]
      
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