氨基酸离子液体的仲胺基功能设计及高选择性转化碳酸二甲酯过程研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21566011
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 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:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The highly efficient and selective conversion of dimethyl carbonate (DMC) to higher dialkyl carbonate is one of the most important topics in the field of carbonate research. Traditional solid base catalysts usually have some serious defects, such as small specific surface area, uneven basicity distribution, and low reactive selectivity. However, there are still few efforts in designing task-specific base catalyst for the efficient and selective conversion of DMC. In view of this situation, and on the basis of the results obtained from the pre-research in our group, it is proposed in this project to design secondary amino acid ionic liquids (SAA-ILs) and use them as novel catalysts for the highly efficient and selective conversion of DMC. Keeping this idea in mind, it is suggested to investigate the design and synthesis of SAA-ILs, the highly selective conversion of DMC in SAA-ILs, the synergistic catalysis of SAA-ILs for transesterification reaction, and also the integrated process for conversion of DMC. To look into the steps or processes mentioned above, the thermodynamics, kinetics, and process simulations are studied in detail to obtain several innovative achievements including the novel ionic liquids species, the transesterification reaction mechanism, and the integration process technology. It is believed that this project may push the technical improvement in the field of DMC research after successful implementation, and also provide the theoretical and practical basis for the production of higher dialkyl carbonate in a large scale.
碳酸二甲酯高效、高选择性地转化为长链二烷基碳酸酯是碳酸酯研究领域的热点和难点。现有固体碱催化剂存在比表面积小、碱度分布不均、反应选择性低等缺陷,为催化转化碳酸二甲酯而专门设计的碱性催化剂仍然鲜有报道。本项目经前期预研,提出用仲胺基功能设计的氨基酸离子液体催化剂(简称SAA-ILs)来创新碳酸二甲酯高效转化的新思路。围绕该思路,展开SAA-ILs的仲胺基功能设计和定向合成、SAA-ILs中长链二烷基碳酸酯的高选择性合成及串联反应动力学、SAA-ILs催化酯交换反应机理、以及基于SAA-ILs的酯交换新工艺等研究,考察过程涉及的热力学、动力学、及过程工艺特征等,以期在离子液体新物种设计、酯交换反应机理和过程集成方面取得创新性成果。本项目的实施不仅有助于促进碳酸二甲酯行业的技术发展,同时也为进一步研究长链二烷基碳酸酯的规模化制备提供重要的理论和实践基础。

结项摘要

长链二烷基碳酸酯是一类重要的高附加值精细化学品。现有固体碱催化剂活性较低,难以催化碳酸二甲酯高效高选择性地合成长链二烷基碳酸酯。为此,本项目设计制备出了一系列仲氨基酸离子液体、氨基多羧酸盐离子液体和1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐离子液体催化剂,实现了四乙基铵脯氨酸离子液体催化碳酸二甲酯高效催化转化为碳酸二丁酯,产率达到72%;实现了四乙基铵氮川三乙酸离子液体催化碳酸二甲酯高效催化转化为碳酸四氢糠二酯,产率达到79%;实现了1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐离子液体催化碳酸二甲酯高效催化转化为碳酸二月桂酯,产率达到99%。利用量子化学理论计算,本项目进一步阐明了仲氨基酸离子液体双位点协同催化碳酸二甲酯酯交换反应机理,建立了这三种长链二烷基碳酸酯的串联反应动力学模型并回归得到动力学参数,最终获得了绿色高效制备长链二烷基碳酸酯的过程新工艺。项目共发表SCI论文16篇,获得授权发明专利2项,培养硕士研究生毕业9名,较为圆满地完成了项目合同规定的任务。本项目的成功执行促进了碳酸二甲酯行业的技术发展,同时也为长链二烷基碳酸酯的后续工业化制备提供了重要的理论和实践基础。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Co-N-C catalysts synthesized by pyrolysis of Co-based deep eutectic solvents for aerobic oxidation of alcohols
钴基低共熔溶剂热解合成Co-N-C催化剂用于醇类有氧氧化
  • DOI:
    10.1039/c8nj03446j
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    New Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Zhao Xin;Zhou Yan;Jin Ai-Ling;Huang Kuan;Liu Fujian;Tao Duan-Jian
  • 通讯作者:
    Tao Duan-Jian
Highly efficient cycloaddition of diluted and waste CO2 into cyclic carbonates catalyzed by porous ionic copolymers
多孔离子共聚物催化稀释废二氧化碳高效环加成环状碳酸酯
  • DOI:
    10.1016/j.jcou.2019.11.003
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CO2 UTILIZATION
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Hui, Wei;He, Xue-Mei;Tao, Duan-Jian
  • 通讯作者:
    Tao, Duan-Jian
Ultralow Loading Cobalt-Based Nanocatalyst for Benign and Efficient Aerobic Oxidation of Allylic Alcohols and Biobased Olefins
用于烯丙醇和生物基烯烃良性高效有氧氧化的超低负载量钴基纳米催化剂
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.8b03678
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Zhao Xin;Zhou Yan;Huang Kuan;Li Changzhi;Tao Duan-Jian
  • 通讯作者:
    Tao Duan-Jian
Synthesis of Ditetrahydrofurfuryl Carbonate as a Fuel Additive Catalyzed by Aminopolycarboxylate Ionic Liquids
氨基多羧酸根离子液体催化合成燃料添加剂碳酸二四氢糠酯
  • DOI:
    10.1007/s10562-017-2043-3
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Catalysis Letters
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Huang Wei;Tao Duan-Jian;Chen Feng-Feng;Hui Wei;Zhu Jia;Zhou Yan
  • 通讯作者:
    Zhou Yan
Green and efficient hydration of alkynes catalyzed by hierarchically porous poly (ionic liquid) s solid strong acids
分级多孔聚离子液体固体强酸催化绿色高效炔烃水合
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Catalysis A: General
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tao Duan-Jian;Liu Fujian;Wang Lin;Jiang Lilong
  • 通讯作者:
    Jiang Lilong

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  • 通讯作者:
    周言
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    现代化工
  • 影响因子:
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  • 作者:
    周政;陶端健;吴有庭;胡兴邦;吕学铭
  • 通讯作者:
    吕学铭

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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]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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