利用超声技术改性的氨基多孔硅合成丙二醇甲醚

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利用超声技术改性的氨基多孔硅合成丙二醇甲醚

摘要 在温和条件下采用超声技术合成了氨基改性多孔硅。用BET、29Si核磁共振谱、元素分析和指示剂染料吸附等方法表征的样品在用甲醇和环氧丙烷合成丙二醇甲醚的反应中呈现出令人鼓舞的催化特性。 它们在反应中有高的产率和循环使用性，表明超声技术在有机改性硅催化剂的制备方面是有效的。而且我们还推测了用此类催化剂合成丙二醇甲醚的可能的反应机理。 关键词：改性多孔硅； 超声技术；环氧丙烷；甲醇；丙二醇甲醚。
 前言 对均相催化剂的异质化的努力来代替传统试剂和催化剂已经成为一个兴趣越来越浓厚的研究领域。大量的工作集中在有机改性的固体碱的制备方面来异质化均相氨基催化剂。改性的过程一般是振荡、加热、回流等[1–3]。 最近，声化学合成反应的兴趣有所增加[4]。超声技术因其优点例如高精度和快度已被广泛用于两相反应体系中。多数此类反应涉及非均相化学反应[5]。 然而在多孔材料的有机功能化领域，超声技术仅得到有限的应用 [6，7]。当前工作中，我们用超声能开发了一个合成氨基改性硅的替代合成路线，超声能可以产生空化现象从而对固体进行化学改性[8]。带有‘‘单一碱基位点’’的氨基改性硅是各种反应中令人鼓舞的催化剂[9]。利用碱性催化剂合成丙二醇醚类是重要的有机合成反应。 已经有过几个关于丙二醇甲醚合成方法的报道[10，11]。其中环氧丙烷法最方便、最适合工业应用。一般来说，环氧丙烷通过酸性或碱性催化剂和脂肪醇反应。这个过程中使用的催化剂包括早期的均相酸催化剂或均相碱催化剂(氢氧化钠、乙醇钠和三氟化硼)以及后来的固体酸催化剂和碱催化剂。 然而，很少有报道氨基改性硅用作丙二醇甲醚合成的催化剂，尽管有机固体碱性催化剂 在该反应中表现出良好的活性。氨基官能团接枝到多孔支持体上会形成带有单一碱性位点的催化剂，可以加速这类反应。当前的工作中，氨基官能团化的硅催化剂，包括NH2/SiO2、NH(CH2)2NH2/SiO2、TAPM/SiO2（化合物翻译略）和TBD/SiO2（化合物翻译略），用APTMS、EDPTMS和CPTMS作为偶联剂在温和的实验条件下用超声技术制备。同时，为了证实超声技术的优点，我们也用传统方法制备了NH2/SiO2，以便理解超声技术在官能团改性的多孔硅的制备中的有效性。此外，有机固体碱催化剂的催化活性用甲醇＋环氧丙烷＝丙二醇甲醚这样的合成反应来估计。并且，我们还推测了在此类催化剂上合成丙二醇甲醚可能的反应机理。