探討β芳香醚類斷裂之研究

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陳宗奇(Zong-qi Chen) 查詢紙本館藏

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化學學系

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探討β芳香醚類斷裂之研究

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摘要(中)

石化能源可以被我們用來做為燃料、化學原料及能源，然而，由於人們過度的使用，這些石化原料在世界上蘊含量越來越少，積極尋找可替代的方案便成了科學家們的目標。植物本身富含木質素、纖維素和半纖維素，纖維素可以被拿來做為生質能源使用，木質素則是可經由生質精煉的方式供給許多化學原料。因此，使用木質纖維取代石化原料的研究近年來也發展的越來越快速。
本篇論文主要分為兩個部分，第一部分為使用氫氧化銅在配位基為1,10-二氮雜菲時，探討α位置的碳上接有酮類官能基的碳-氧鍵斷裂之反應。第二部分則是探討α位置的碳上接有二級醇類官能基的碳-氧鍵斷裂之反應，在符合綠色化學的原則下，我們使用便宜及環境較友善的銅金屬，在不加入氧化劑、還原劑並且在室溫一大氣壓下進行反應，使β-芳香醚在安全無虞的環境下斷裂，我們也得到了相當不錯的產率、轉換率及選擇率。

摘要(英)

Fossil fuels can be used as a chemical and energy source. Due to high demand and constant decrease of known oil reserves many scientist have focused their research to find alternatives for supplementing this finite resource. Plants itself are rich in lignin, cellulose and hemicellulose. On the one hand cellulose as a biomass can be converted into energy, on the other hand lignin has the capacity to supply many chemical raw materials by biomass processing. Therefore, the replacement of petrochemical feedstock has been the center of attention for many researchers in recent years.
The present work is divided into two parts.The first part deals with the C-O-bond cleavage of the compound 2-phenoxy-1-phenylethanone by the use of copper hydroxide and the ligand 1,10-phenanthroline.The second part covers the cleavage reaction of the secondary alcohol derivative 2-phenoxy-1-phenylethanol.By considering the principles of green chemistry, we used cheap and enviromentally friendly copper catalyst without addition of oxidants or reducing agents. The reactions were carried out under ambient temperatures and atmospheric pressure. Under those safe and cost-efficient conditions the C-O bonding cleavage reaction of the both β-aryl ether high conversion and selectivity could be observed. Also by this method the decomposition product phenol could be obtained in good yields.

關鍵字(中)

★ 生物質

關鍵字(英)

論文目次

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 vi
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 木質素 2
1-3 木質素前處理 7
1-3-1 木質硫酸鹽法（Kraft Lignin Process） 8
1-3-2 木質磺酸法（Lignosulfonate Process） 9
1-3-3 有機溶劑法（Organosolv Process） 10
1-3-4 蒸氣爆破法（Steam explosion Process） 11
1-3-5 氨纖維爆破法（Ammonia fiber explosion Process） 11
1-3-6 熱水處理法（Hot Water Process） 11
1-3-7 稀酸前處理法（The Dilute acid Process） 12
1-3-8 其他方法（Other Process） 12
1-4 木質素模型分子裂解方法 13
1-4-1 鹼水解系統 13
1-4-2 金屬催化裂解 15
1-4-3 利用氧化再斷鍵系統 17
1-5 研究方向 20
第二章實驗 21
2-1 實驗藥品 21
2-1-1 溶劑 21
2-1-2 藥品 22
2-1-3 實驗氣體 24
2-2 實驗儀器 24
2-2-1 手套箱（Dry box） 24
2-2-2 氣相層析儀（GC） 24
2-2-3 氣相層析質譜儀（GC-MS） 25
2-2-4 核磁共振儀（Nuclear magnetic resonance） 25
2-3 實驗步驟 26
2-3-1 合成模型分子1、2 27
2-3-2 合成模型分子3、4 28
2-3-3 合成模型分子5 29
2-3-4 合成模型分子6 30
2-3-5 合成模型分子7 32
2-3-6 以氫氧化銅催化模型分子3反應 33
2-3-7 以氫氧化鈉催化模型分子3反應 33
2-3-8 以溴化銅、氯化銅催化模型分子3反應 33
2-3-9 以溴化銅、氯化銅及氫氧化鈉催化模型分子3反應 34
2-3-10 以氫氧化銅催化不同起始物反應 34
2-3-11 以碘化亞銅、二甲基甲醯胺溶劑催化模型分子2進行反應 34
2-3-12 以碘化亞銅、不同溶劑催化模型分子2進行反應 35
2-3-13 以碘化亞銅、二甲基甲醯胺溶劑改變不同鹼催化模型分子2進行反應 35
2-3-14 以碘化亞銅、乙腈溶劑改變不同鹼催化模型分子2進行反應 35
2-3-15 改變銅源進行模型分子2催化反應 35
2-3-16 於氧氣下進行模型分子2催化反應 35
2-3-17 於氮氣下進行模型分子2催化反應 36
2-3-18 於氮氣下進行模型分子6催化反應 36
2-3-19 改變不同起始物進行催化反應 36
第三章結果與討論 37
3-1 以酮類形式的β-O-4模型分子進行反應探討 37
3-1-1 以溶劑對模型分子3進行反應探討 37
3-1-2 以不同溫度對模型分子3進行反應探討 38
3-1-3 以不同時間及配位基的存在對模型分子3進行反應探討 39
3-1-4 探討催化劑及鹼對模型分子3的反應探討 41
3-1-5 以不同的β-O-4模型分子進行反應探討 42
3-2 以醇類形式的β-O-4模型分子進行反應探討 43
3-2-1 以碘化亞銅對模型分子2進行反應探討 44
3-2-2 以不同溶劑對模型分子2進行反應探討 45
3-2-3 以二甲基甲醯胺為溶劑探討鹼及時間對模型分子2反應之影響 46
3-2-4 以乙腈為溶劑探討鹼及時間對模型分子2反應之影響 47
3-2-5 探討碘化亞銅的添加對模型分子2反應產率的影響 49
3-2-6 改變銅源進行模型分子2反應探討 50
3-2-7 改變氣體進行模型分子2反應探討 51
3-2-8 以醇類形式的不同β-O-4模型分子進行反應探討 55
第四章結論 57
第五章參考文獻 58
附錄 61

參考文獻

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指導教授

徐新光、李光華

審核日期

2014-7-24

推文