固体路易斯酸催化的醚化反应研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

醚类化合物在有机化学中是一类重要的物质，它们通常用作溶剂以及作为合成聚合物和香料的前驱体[1]。常见的合成醚的方法有：威廉姆逊醚合成、醇类之间的脱水偶联以及羰基化合物的还原醚化等[2]。

威廉姆逊醚合成无疑是应用最广泛的方法，在1850年该方法首次被报道出来。它是通过卤代烃与醇钠或酚钠作用而得，然而这种方法有一定的局限性。第一在许多情况下并不适合工业化，因为原料之一的卤代烃并不容易获得导致其价格较贵，而且卤代烃的使用以及反应产生的副产物卤盐对环境是有害的[3]。第二由于其反应条件是强碱性的，对于某些带有对碱敏感基团的复杂分子就不太适用了[4]。第三该方法对于底物是二级和三级卤代烃的效果不是很理想，因为在强碱的条件下，二级和三级卤代烃容易发生消除反应生成对应的烯烃[2]。

醇类之间直接脱水醚化是一个更好的选择，具有一系列优势。首先反应过程不产生废弃物，唯一的副产物就是水。其次，后处理相对简单方便。到目前为止报道过的醇脱水醚化催化剂主要有酸催化（布朗斯特酸或路易斯酸）和过渡金属催化。其中布朗斯特酸特别适用于催化小分子对称醚的合成，比如乙醚的合成就可以通过乙醇在氧化铝催化下经固定床反应器气相脱水生成乙醚[5,6]。相对于布朗斯特酸，路易斯酸作为醚化反应催化剂的研究就比较少了，可能因为传统的路易斯酸如bf3或者alcl3对水的敏感性较大，特别是反应本身就会产生水，从而限制了它们的应用[7]。所以如何提高催化剂的活性以及可重复使用性成为了研究热点。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、本课题需要研究设计出一种新型固体路易斯酸催化剂，从而能改善传统酸催化剂所带来的一些问题和缺点，比如低活性和选择性，回收效果差等。

2、该催化剂的主要设计思路为:首先我们选用固体杂多酸为酸催化主体，通过引入一系列金属离子形成杂多酸金属盐，然后将其负载到活性炭上，最后再通过在活性炭表面覆盖碳层来增加其稳定性，从而提高其可回收使用率。

3、将制备好的催化剂，将其应用于一系列不同的醚化反应，测试其催化活性，从而得到相应的催化剂应用范围。