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研究生:賴宏凱
論文名稱:合成不對稱硫醚之相間轉移觸媒催化反應動力學之研究
論文名稱(外文):Kinetic Study of Synthesizing Unsymmetric Alkyl Sulfide Ether Under Phase Transfer Catalysis
指導教授:王茂齡
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
中文關鍵詞:相間轉移觸媒硫醚不對稱硫醚
外文關鍵詞:alkyl sulfide etherPhase Transfer Catalysis
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本論文所探討的反應系統為利用四級銨鹽作為相間轉移觸媒進行液-液相催化系統反應合成不對稱硫醚之研究。硫醚之主要用途上可作為香料、逆相間轉移觸媒。主要重點為研究利用相間轉移觸媒技術進行硫醚類的合成反應、反應機構、動力學推導、並改變參數以求得最佳的反應條件。並利用實驗結果證明反應機構推導的正確性,且符合擬一次動力速率定律(pseudo first-order rate law)。由實驗結果可得到下列肯定的結論:
A.利用相間轉移觸媒催化合成不對稱硫醚,可有效的改善以往的方法,且在溫和的條件下和短時間之內可獲得較高的產率,和高轉化率的優點。
B.在本反應機構的推導中所做的假設,可由實驗證明所做的假設是正確的,並用擬一次反應速率定律(pseudo first-order rate law)和擬穩態理論成功的推導出本系統之動力學模式。
C.由動力學的實驗結果可得知:增加溫度、觸媒量與選擇較具有對稱性的觸媒可加速反應的進行。水量的多寡、溶劑的選擇和反應物比例的配置,對各產物的影響有程度上的差異。
The objective of this dissertation is to synthesize the alkyl sulfide ether in an organic solvent/aqueous solution two-phase medium by phase transfer catalysis. Thioethers can be used as perfume and inverse phase transfer catalyst. The primary purpose of this dissertation is to study the phase transfer catalytic reaction of thioether compounds, reaction mechanism, kinetics, and parameters in order to obtain the optimum reaction conditions. The experimental results prove the actuality of the reaction mechanism and confirm following the pseudo first-order rate law. Several rigid results were obtained from the expertmental work.
A. Using phase transfer catalyst to synthesize unsymmetrical sulfide ether could improve the reaction rate, increase higher yield and elevate the conversion in mild reaction conditions.
B. The hypothesis of the reaction mechanism, which is identified by the experimental results is correct. Using pseudo first-order rate law and pseudo steady-state hypothesis(PSSH) could be used to describe the reaction model successfully.
C. Based on the experimental data, it is known that the reaction is enhanced with the increase in temperature, amount of catalyst and symmetric form of the catalyst. In addition, the rection is also affected by the amount of water, organic solvent and the molar ratio of the two reactants.
中文摘要………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………Ⅱ
誌謝……………………………………………………………………Ⅲ
目錄……………………………………………………………………Ⅳ
表目錄…………………………………………………………………Ⅶ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅸ
符號說明………………………………………………………………XVI
第一章 緒論
1.1前言………………………………………………………………1
1.2相間轉移觸媒之簡介……………………………………………1
1.2.1相間轉移觸媒之發展緣起………………………………1
1.2.2相間轉移觸媒之發展與應用……………………………4
1.2.3相間轉移觸媒之種類……………………………………5
1.2.4相間轉移觸媒之反應機構………………………………6
1.2.5依觸媒轉移的分類和用途………………………………11
1.2.6應用相間轉觸媒合成及反應種類………………………12
1.3 本論文研究目的與內容…………………………………………12
第二章 實驗之藥品與儀器
2.1 實驗藥品…………………………………………………………16
2.2 實驗設備……………………………………………………… 17
2.3 實驗裝置……………………………………………………… 18
2.4 分析儀器……………………………………………………… 18
第三章 產物合成與分析…………………………………………… 20
3.1 產物合成與分析……………………………………………… 20
3.2 分離與純化…………………………………………………… 20
3.3 產物鑑定與分析……………………………………………… 21
3.4 產物的標定…………………………………………………… 22
第四章 相間轉移觸媒合成不對稱硫醚化合物之動力學研究………23
4.1 前言…………………………………………………………… 32
4.2 反應機構和反應動力學……………………………………… 34
4.2.1 反應機構的探討……………………………………… 34
4.2.2 反應機構……………………………………………… 37
第五章 反應動力學實驗………………………………………………44
5.1 攪拌速率對反應速率的影響………………………………… 44
5.2 反應溫度對反應速率的影響………………………………… 56
5.3 有機溶劑對反應速率的影響………………………………… 67
5.4 觸媒用量對反應速率的影響………………………………… 77
5.5 有機溶劑量對反應速率的影響……………………………… 87
5.6 改變水量對反應速率的影響………………………………… 97
5.7 觸媒種類對反應速率的影響…………………………………108
5.8 改變反應物的比例……………………………………………119
第六章 結論與未來展望
6.1 結論……………………………………………………………128
6.2 未來展望………………………………………………………128
參考文獻………………………………………………………………129
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