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[成果] 1800160023 湖北
TQ251.1 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于能源化学领域。利用生物质资源是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中明确优先发展的重点领域之一。生物质不仅能用于生产燃料,且可用于合成重要化学品,其中呋喃类化合物在能源化工、精细化学品及高分子材料中具有非常重要的作用。然而生物质大分子溶解性差、官能团多、断键方式复杂,使得高效催化生物质分子转化合成呋喃类化合物较为困难,严重制约了生物质资源的利用,因此迫切需要构建高效催化体系用于生物质资源定向合成呋喃类化合物,该项目在国家自然科学基金等系列项目资助下,取得了以下主要创新性成果: 1、基于离子液体对纤维素具有优异的溶解性能,发现了离子液体介质中磁性固体酸高效催化纤维素水解及路易斯酸催化纤维素一步合成平台分子5-羟甲基糠醛(HMF),提出了纤维素水解模型,构建了固体酸催化纤维素水解及路易斯酸催化纤维素转化一步合成HMF的分子反应机制,解决传统方法底物范围窄、催化效率低及选择性差等难题。 2、基于离子液体结构可调变原理,提出了均相催化剂类均相固载化的新方法,构建了结构可调变的磁性固体酸催化剂,发现该类催化剂可高效催化碳水化合物合成液体燃料分子5-(乙氧基甲基)呋喃-2-甲醛,并创建了催化转化机制,解决了传统酸催化副产物多、分离纯化复杂等难题。 3、基于负载型催化剂中金属活性组分与载体的构效关系,构造了系列结构独特的非均相催化剂,用于催化氧化生物质平台分子HMF,实现了HMF选择性氧化为5-羟甲基-2-呋喃二甲酸、2,5-二甲酰基呋喃和2,5-呋喃二甲酸,并探究了催化转化机制。解决了该类转化选择性差、环境不友好、催化剂重复利用复杂等难题。 该项目共发表SCI收录论文36篇,8篇代表性论文SCI他引416次,8篇代表性论文中3篇论文为ESI高被引用论文,1篇论文入选中国百篇最具影响国际学术论文,研究成果已被广大催化化学、绿色化学、生物质炼制等领域专家学者正面评价、参考和引用,有助于推动催化化学、纳米材料和生物质能源化工等相关学科的交叉发展。
[成果] 1800180010 上海
TQ116.21 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于新能源工程技术领域。太阳能具有能量密度低、不连续、不稳定的特点,利用光解水制氢可将其直接转换为可存储的高品质清洁能源-氢能,是人类能源与环境可持续发展最具潜力的道路之一,也是一个极具挑战性的难题。基于该技术具有成本低和可规模化的优势,美国DOE测算太阳光-氢能转化效率达到5%以上即可实现产业化。该项目深入研究了增强光吸收、光生载流子传输、以及表面能质转化等各个关键过程,揭示了光氢转化机理,构建了高效制氢反应体系,发展了提高光解水制氢效率的理论和方法。主要发现点如下: 1.揭示了光解水制氢反应体系能带结构与光氢转换的关系,发展了能带工程理论。提出了催化剂优化改性的原位固相策略,实现了温和条件下能带调控的绿色工艺;发现了稀土元素的电子结构与宽带隙半导体能带结构的杂化效应,实现了可见光直接分解水产氢;利用固溶体调变电子离域特征,解决了铋(钒)基催化剂能响应可见光却不能完全分解纯水的难题,丰富了能带工程理论。成果被评价为是一种“强有力的工具”和“典型例子”。 2.发展了界面复合催化剂和共催化剂体系,揭示了界面结构特征对能质传输和产氢效率的影响规律。阐明了“异质结”和“限域效应”对结构稳定性和光氢转化的作用机制;发现并阐明了反应体系中“雀巢”结构和“超氧阴离子”对增强产氢效率的促进机理。成果被评价为“显著的”的效果和“可行路径”。 3.提出了低成本高效率制氢系统设计原则和面向工程应用评价标准的科学依据。基于低量助催化剂设计原则,获得了低成本高效率的双负载催化反应体系,实现了6.02%的光氢转换效率;设计了内建磁核的核壳结构催化剂,解决了制氢系统中的分离和回收难题;阐明了多相流体系中固液界面上的氢氧气泡的生成和传输行为,以及电子施体对光氢转化效率的影响,为太阳能直接制氢工程应用研究的评价规范化提供了科学依据。成果被评价为是“优化了”,“仅有的”,揭示了“重要的影响因素”。 8篇代表作SCI他引总计680次,其中4篇论文单篇他引100次以上,3篇入选ESI高引论文。研究成果获得了Nature Reviews,Energy Environ. Sci.,Nano Energy等著名期刊的广泛引用、借鉴和正面评价。作为主要起草单位和起草人制订颁布了国际上首部关于太阳能光催化制氢量子效率和能量效率计算的国家标准。项目组2人连续四年入选“中国高引学者”榜单,产生大学教授6人,国家优青1人,出版专著1本。
[成果] 1800160131 湖北
TQ124.61 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:项目所属科学技术领域该发明属于海藻加工以及食品或饲料添加剂领域,具体地涉及一种海藻碘的提取方法及复合型海藻碘盐添加剂。 主要内容: 该发明要解决的技术问题在于提供一种海藻碘的提取方法及复合型海藻碘盐添加剂,以解决现有技术提取的海藻碘存在生产成本高、重金属残留超标等问题。利用该方法提取的海藻碘复合碘化钾、氯化钾、谷氨酸等成分制成的复合型海藻碘盐添加剂热稳定性好。 项目特点为实现上述目的,该发明通过以下技术方案实现: 一种海藻碘的提取方法,它包括以褐藻为原料,以水为提取液经多级逆流提取技术制得提取液,将提取液于一定温度下减压浓缩制得清液,到比重在一个固定范围值时停止加热浓缩,趁热进行一次离心分离除去高温盐;冷却除去高温盐的初次浓缩液,将初次浓缩液进行二次离心分离,除去粗甘露醇,得二次浓缩液,加入壳聚糖除去二次浓缩液中的重金属,离心后制得海藻碘提取液。 应用推广情况:截止2017年12月,该项目所获技术成果已授权益新九洋和益新凯普两家公司应用生产,所得产品供应国内12家规模以上企业作为加碘食盐的碘补充剂。
[成果] 1900010286 北京
TQ221.21 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于催化反应工程科学技术领域。 乙烯、丙烯是石油化工重要基础原料,全球约95%乙烯和70%丙烯都来自轻烃蒸汽裂解装置。由于轻烃资源短缺,开发以重油为原料、低成本生产烯烃技术一直是全球研究热点。中国上世纪首创国际领先的催化裂解生产丙烯DCC技术在当时理论知识水平下丙烯产率已达极限,且认为乙烯仅是热裂化反应产物,用酸催化方法无法增产乙烯,导致催化裂解技术在烯烃产率上难以超越和突破,亟须新的基础理论和知识指导。 该项目依据反应化学理论研究,开发了集高选择性定向转化多反应区系统、新催化材料及催化剂、高效脱烟气设备及优化的气体精制分离流程的重油催化裂解直接生产乙烯、丙烯成套的催化热裂解CPP和重油选择性裂解MCP工业化核心技术,引领炼油行业去产能调结构、向化工转型。主要创新点如下: 取得重油催化裂解直接生产乙烯、丙烯反应化学的新认识。发现了五配位正碳离子的引发反应可促进乙烯生成,并且丙烯在催化裂解条件下可进一步转化。提出抑制正碳离子的异构化反应是提高丙烯选择性的关键。 国际独创了高选择性定向转化反应系统。创建了重质原料反应进程及反应深度精准控制、催化剂酸性和孔结构定向修饰、导向碳四/轻石脑油齐聚-选择性裂解反应路径的多反应金新型反应系统;首次提出并实现了采用工艺路线靶向修饰催化剂,破解了单一催化剂难以同时满足多反应区不同催化反应环境需求的技术难题,实现了关键组分选择性定向转化、同时抑制正碳离子异构化和丙烯再转化,丙烯/(氢气+甲烷)比值较同类技术增加82%〜115%。 率先研制出多产乙烯兼产丙烯的多功能催化材料及催化剂。合成出封装碱土金属和过渡金属的MFI结构沸石,在常规沸石中创造性引入自由基反应和氧化脱氢反应活性中心。该沸石级配深度超稳FAU结构沸石,采用优化基质技术制备出CPP和MCP专用催化剂,乙烯和丙烯产率分别增加31%和20%。 国际首创了重油催化裂解直接生产乙烯、丙烯工业化成套技术。将独创的反应系统耦合专用催化剂,独特的高效脱烟气设备和优化的气体精制分离流程应用于重油催化裂解制烯烃工业生产过程,形成了高选择性重油直接制乙烯、丙烯成套技术并实现长周期安全稳定运行。与DCC技术相比,乙烯模式下乙烯产率提高272%,丙烯模式下丙烯产率提高34%,吨烯烃利润增加37%;与石脑油蒸汽裂解技术相比,乙烯和丙烯的生产成本分别降低22%和16%。 该项目获授权发明专利58件(其中国外专利20件)、实用新型专利1件,出版专著1部,发表论文27篇;自2009年起已在国内外6家企业工业应用,另有2套装置在建。投产装置近三年新增利润26亿元以上,经济效益显著。在反应化学、催化材料和反应工程等领域引领了重油催化裂解技术的研究方向,促进了石化工业技术进步。2016年泰国采用该技术新建装置的投产应用标志着中国又一项具有完全自主知识产权的成套技术成功走向世界。
[成果] 1800150210 河南
TQ225.261 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:随着世界上己内酰胺产能不断扩大,市场竞争日益激烈,而国内己内酰胺生产工艺相对落后、产品质量较低、副产大量硫酸铵、环己酮氨肟化催化剂长期依赖进口,严重制约了该行业的发展。如何打破环己酮氨肟化催化剂依赖进口局面,提升己内酰胺的工艺水平,成为己内酰胺行业亟待解决的难题。针对己内酰胺行业面临的不利形势,中国平煤神马能源化工集团有限责任公司充分利用现有的尼龙产业链优势,响应国家“十二五”产业发展规划,开展10万吨/年己内酰胺项目建设,承担了河南省(2013年-2016年)重大科技专项“己内酰胺关键技术研究与产业化”。2015年11月30日,10万吨/年的己内酰胺工业化生产装置建成投产,设备运行正常;自主开发的环己酮氨肟化催化剂得到全面应用,综合技术指标完全达到进口催化剂水平,替代了进口,取得了显著的经济效益。 该项目已获得授权发明专利4项,实用新型专利3项,成果评价1项,发表中文核心论文3篇,科技核心论文2篇,专业期刊2篇。 1.主要研究内容: (1)环己酮氨肟化催化剂的制备及其工业化应用关键技术研究。 (2)10万吨/年己内酰胺成套装置研究和产业化研究。 (3)己内酰胺精制研究。 (4)无硫铵液相重排工艺研究。 2.主要科技创新: (1)研发了环己酮氨肟化催化剂的制备技术,实现对催化剂晶粒尺寸的有效控制,催化剂具有晶粒尺寸分布一致性强、成本低、催化活性高、寿命长等优点。完成了国产催化剂的工业化应用,环己酮转化率≥99.5%,环己酮肟选择性≥99.5%,综合指标达到进口催化剂水平,大幅降低催化剂成本,完全替代进口,打破国外垄断。 (2)开发了新型的环己酮氨肟化反应系统、双氧水氢化塔用催化剂装填装置和氢化塔用催化剂连续再生装置,针对氨肟化反应系统和双氧水合成系统进行了升级,建成10万吨/年己内酰胺生产装置,设备运行正常,工艺技术处于国际先进水平。 (3)设计了己内酰胺加氢精制反应装置和己内酰胺结晶装置,优化了己内酰胺产品精制系统,显著降低了微量杂质的含量,产品质量优于GBT/13254-2008优等品指标,处于国内领先水平。 (4)国内首次研制了环己酮肟液相重排的微通道中试反应装置,开发了低沸点卤代有机酸的催化体系,实现了环己酮肟无硫铵液相重排,环己酮肟转化率≥95%,己内酰胺选择性≥95%,为己内酰胺产业技术升级奠定基础。 10万吨/年己内酰胺生产装置投产以来,产生直接经济效益22661.07万元,社会效益和环境效益显著,打破了国际垄断,为国内己内酰胺生产企业提供了示范工程,应用前景广阔。
[成果] 1800170017 浙江
TQ251.33 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:分子机器因具有尺寸小、多样性、精准高效等无以比拟的性能,在生物、医药、材料等领域有巨大应用前景,因此三位杰出化学家J-P Sauvage、J F Stoddart、B L Feringa被授予2016年度诺贝尔奖。主客体识别与机械互锁结构是构筑分子机器的重要前提和关键,但存在着能用于分子机器构筑的有效主客体识别体系较匮乏、复杂机械互锁结构难以制备等问题。项目经过八年努力,在高效识别体系建立和复杂机械互锁结构制备理论两个方面,提出了模板导向合成和正交组装的新策略和新理论,建立了一系列高效主客体识别新体系,实现了复杂机械互锁结构的高效制备,构筑了一系列新型分子机器,为其应用奠定坚实的基础。主要科学发现点如下: 1.提出了柔性卟啉大环模板导向合成新理论,建立了一系列主客体识别新体系。高效合成了具有复杂拓扑结构的醚链衍生多卟啉纳米笼和纳米环,发现多卟啉纳米环对富勒烯具有高效络合能力;揭示了一种新型的手性自组装机理;设计、合成了新型含吡啶基冠醚-DP30C10,揭示了它与百草枯、2,7-氮杂芘盐等客体形成准轮烷的识别机理;发现双间苯32-冠-10与百草枯在溶液中能够形成互穿结构,纠正了此前认为两者只能形成“taco”型络合物的普遍认识。 2.提出了冠醚主客体化学和配位驱动自组装正交组合构筑复杂机械互锁结构的新理论和新策略,解决了高阶索烃、轮烷等复杂机械互锁结构的制备难题。在多重作用协同下,非常高效地组装构筑了一系列具有复杂拓扑结构的索烃和分子项链;以双间苯32-冠-10衍生物与百草枯盐的夹心型络合为模板,通过烯烃复分解高效制备了新型的轮烷、索烃等机械互锁结构;通过互穿-封端法高效制备了一系列基于三桥大环/百草枯识别机理的轮烷。 3.基于上述识别体系和互锁结构实现了新型分子机器动态调控。成功构筑了酸/碱、碱/酸双重调控分子机器;实现了基于组装索烃的冠醚/K+调控的可逆分子穿梭;提出了一锅法构筑主链型聚轮烷新策略,通过酸/碱调控驱动形成了基于聚轮烷的分子机器,并实现了该聚轮烷的金属配位调控可逆交联,获得分子机器型刺激响应性新材料。 在国际知名期刊发表学术论文47篇,其中JACS 5篇、PNAS 1篇,正面他引1424次,单篇他引最高218次;10篇代表作总影响因子达83.2,正面他引366次。系列工作被诺贝尔奖获得者Stoddart教授大段配图正面评述:“证明三桥大环能够被用作„„组装形成„„”。
[成果] 1800160178 湖北
TQ264.12 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于化学工程学科领域。甲基三甲氧基硅烷主要用作室温硫化硅橡胶的交联剂以及玻璃纤维的偶联剂,同时还可用作增强塑料压层品的处理剂,以提高制品的机械强度、耐热性能、防潮性能。鉴于此,湖北新蓝天新材料股份有限公司研究甲基三甲氧基硅烷制备新工艺,该工艺具有生产效率高、工艺稳定、产量大等特点。 主要研究内容: 1、双塔串联连续进料反应工艺:连续将计量的甲醇气化后经汽提塔进入反应塔底部逆流而上,同时计量的一甲基三氯硅烷经分布器由反应塔顶部喷射而下,二者逆流接触并发生反应,生成的产品落入反应釜,物料经循环泵在反应塔和汽提塔之间循环反应,HCl气体由反应塔、汽提塔顶部溢出并收集。保持反应釜液位高度稳定,而汽提釜内液位达到一定高度后将物料泵入中和釜,以此来实现连续的自动化生产。 2、采用气提提纯除酸工艺反应塔中的物料经循环泵进入汽提塔顶部,汽提塔内温度保持90-95℃,流经汽提塔的甲醇蒸汽将物料中的氯化氢汽提带走,并进一步将未反应彻底的氯硅烷彻底反应,落入气提釜中的物料pH=5左右。这样既可以在不需溶剂和鼓入气体的情况就能高效除去主产物中HCl避免副反应的发生,还可以提高产品的收率和纯度,实现工艺的连续性。 推广应用情况:主要客户有湖北回天新材料股份有限公司、广州欧利雅化工有限公司、山东永安胶业有限公司等公司。项目自2014年实施以来,累计生产6000余吨。该项目产品的开发和应用推广,推动了地方经济的发展,降低了有机硅下游深加工产品综合成本,提高了产品在国际上的竞争力,对提升中国有机硅交联剂产品的技术水平、促进中国有机硅产业的发展起到积极的推动作用。
[成果] 1800160182 湖北
TQ225.24 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目所属科技领域:新材料→精细化学品→功能性精细化学品。 1,3-丙烷磺内酯是一种重要的有机合成中间体,是一种优异的磺丙基化试剂,由于其化学结构特点与醇、酚、硫醇、胺等有较强的反应活性,故能合成多种性能优异的表面活性剂。电子级1,3-丙烷磺内酯还可用作锂电池电解液的添加剂,以改善电池使用寿命和安全性,在该领域用量非常大,市场前景广阔。也可应用于染料、医药、制革和油墨等多个领域,用途广泛。 主要内容: 1、开发了一种1.3-丙烷磺内酯产品的合成方法,以丙烯醇、亚硫酸钠、硫酸等为主要原料合成工业级1.3-丙烷磺内酯,在工业品中,加入复合除酸除水剂,通过高真空精馏得到高纯电子级丙烷磺内酯。 2、开发了一种1.3-丙烷磺内酯提纯的新工艺,该发明所采用碱性较弱的有机碱,不仅能够最大限度降低酸值,一定程度上还能够避免分解产生二氧化硫或三氧化硫酸性气体,从而进一步保证蒸馏成品的酸值;采用的碳二亚胺结构类化合物,通过与游离水分反应,不仅有效的降低1,3-丙烷磺内酯工业品游离水分,还可以通过与1,3-丙烷磺内酯工业品中羟基丙烷磺酸闭环所生成的水反应,从而保证蒸馏成品的水分含量,从而得到含量更高的产品。 3、电子级1.3-丙烷磺内酯,要求其水分小于100ppm,含量大于99.95%,酸值小于100ppm,可用作锂离子电池电解液的添加剂,以改善电池的寿命和安全。 该项目已取得1项授权发明专利,市场前景广阔。 4、该公司使用1.3-丙烷磺内酯合成的衍生物包括:聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)、异硫脲丙烷磺酸钠(UPS)、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠(DPS)、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠(ZPS)、3-巯基丙烷磺酸钠(MPS)、丙烷磺酸吡啶嗡盐(PPS),使用该公司自产电子级1.3-丙烷磺内酯,在产品品质与收率上都有一定提升。 此系列磺内酯的衍生物已申报3项发明专利。
[成果] 1900010035 北京
TQ221.211 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:石油化工企业大多为以乙烯生产为核心,乙烯生产的规模、成本、生产稳定性、产品质量将直接影响企业的生产和效益。因此,大型乙烯及煤制烯烃装置的“安稳长满优”长周期运行是石化企业中关系全局的核心,也是中国GDP增长的重要驱动因素。然而国内石脑油裂解制乙烯装置、煤制烯烃装置以及催化裂解DCC制乙烯工艺技术装置,其关键核心技术助剂全部依赖进口,严重影响了中国乙烯工业的快速发展和产量的提升,难以应对21世纪中国乙烯工业的飞速发展要求。 该项目历经11年的攻关,攻克了乙烯及煤制烯烃装置用10大关键助剂,裂解炉结焦抑制剂、压缩机阻垢剂、抗氧剂、缓蚀剂、C3、C4、C5、C9阻聚剂、苯乙烯阻聚剂、黄油抑制剂10个产品技术,通过产学研合作取得了多项原创发明并实现了产业化。主要技术创新点包括: 发明了新型酰肼类化合物,抑制了裂解气中醛或酮发生缩合反应和碱洗塔水相和油相中的Aldol缩合反应。这种特殊结构是黄油抑制剂的关键核心组分。发明了烷基胺类化合物,迅速捕捉物料中产生的烷基自由基和过氧自由基,钝化金属离子,防止其催化产生新的自由基,是油溶性抑制剂的核心组分。 发明了苯基硫酵类的化合物,在髙温(800℃)下可分解成硫基化合物和稳定的烷基自由基。提出了钝化金属表面与抑制自由基反应相结合的理论。实现了金属表面的钝化,改变了自由基反历程,降低了结焦速率,使得焦垢松散易于清除。 发明了苯并呋喃酮类化合物,捕获引发自由基聚合的烷基自由基,抑制了无氧或少氧状态下的链增长聚合,减少了过氧自由基的数量,减轻了主、辅抗氧剂的负担。突破了传统烯烃聚合生产技术理论,是耐高温阻聚剂的关键组分。发明了油溶性苯乙烯阻聚剂,创制了环保型高沸点溶剂,解决了冬季管线设备冻堵的问题,提高了装置收率。 发明了油溶性黄油抑制剂在煤制烯烃MTO、DCC中的应用创新。 项目成果已在全国范围内推广,广泛应用于国家重点工程大型乙烯及煤制烯烃装置,近3年新增直接销售额9.28亿元,有效推动了石化企业降本增效,提升了中国乙烯工业的自有技术水平。项目获授权发明专利12项,多个项目成果被列为国家重点新产品计划,部分成果曾获中国发明专利奖1项、北京市科学技术奖4项、中国石油和化工行业协会科技进步奖3项、中国创新创业大赛奖3项,国家重点新产品6项,国家火炬计划项目4项,市科委认定的中关村国家自主创示范区新技术新产品(服务)7项,发表技术论文16篇。
[成果] 1800260016 云南
TQ221.2 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于有机化学学科,主要围绕不对称催化反应中高效手性催化体系的建立,并将其应用于冰片烯类化合物的不同反应中,取得了一系列高水平的具有原创性的研究成果。开展的主要研究工作如下:(1)创造性的将协同催化的理念应用于冰片烯的不对称开环反应中,当在反应体系中加入路易斯酸后,成功实现了炔烃对氧氮杂苯并冰片烯的不对称开环反应,取得了非常优异的成果,对映体过量值最高可达99%ee以上,这一高效催化体系的建立,让催化效率提升,手性控制能力增强,底物适用范围更加宽广。针对这一方法,加拿大著名有机化学家Mark Lautens在2013年将其作为有机合成亮点工作予以推介,他认为,在炔烃与冰片烯的不对称开环反应中,以前的方法都具有较大的局限性,而该钯与铜组成的协同催化体系有了非常大的突破,底物适用范围非常广。 (2)在国际上,冰片烯的不对称开环反应催化体系主要为加拿大Mark Lautens组开发的铑催化体系,而申请人开发的钯与路易斯酸的协同催化体系,极大的降低了催化剂成本,并成功实现了杂原子亲核试剂如胺、酚等对冰片烯的不对称开环反应,取得了该类反应目前报道的最好结果。该工作在2015年被Mark Lautens和日本化学家Yamamoto共同作为有机合成亮点工作推介,他们认为,该催化体系不仅能够取得很高的收率,而且还能够实现高水平的手性控制。 (3)开发了基于过渡金属铱和铑的两种手性催化体系,该体系不仅能够催化端基炔烃与冰片烯的不对称加成反应,还能够实现高水平的手性控制,产物的对映选择性可以高达>99%ee,该反应的成功实现,为高光学纯度的炔烃的制备提供了两种新的高效的方法。该铑催化体系在2013年被日本化学家Hisashi Yamamoto作为有机合成亮点工作在Synfacts杂志上推介,他认为该铑催化剂在简单加成反应中能够实现优秀的选择性,取得了较以往报道的更好结果。 (4)在炔烃与冰片烯的不对称催化反应中,仅通过改变手性配体,就实现了对反应的调控,反应由不对称炔基化转变为不对称[2+2]环化反应,制备了一系列高光学纯度的斑蝥素类似物,部分产物还具有良好的抗癌活性。 通过研究,课题组在冰片烯参与的反应中开发了一系列高效的手性催化体系,开展了一系列系统的研究,取得了具有高水平的原创性成果。本项目在Angew. Chem. Int. Ed.、Org. Lett.、Adv. Syn. Catal.、Chem. Eur. J.等国际著名化学期刊发表研究论文20篇,申请美国发明专利3项并获授权。研究受到同行广泛关注,并有5篇文章被Synfacts杂志作为亮点文章予以介绍。
[成果] 1800160181 湖北
TQ264.17 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目所属科学技术领域为制造业中的有机化学工程,涉及有机硅生产技术。 有机硅是一种新型高分子材料,其结构独特、性能优异,广泛应用于航空航天、电子电气和医疗等行业。甲基氯硅烷是生产有机硅的基础原料,长期以来国外掌握其关键生产技术,国内缺少核心技术和特色产品,综合能耗偏高,副产物综合利用水平较低。 该项目针对甲基氯硅烷及基础聚合物生产的技术难题,自2009年相继开发了甲基氯硅烷及基础聚合物生产关键技术,有效推动有机硅行业技术进步,显著提升了该省乃至中国有机硅生产整体技术水平。取得如下创新成果: 1、高配比草甘膦副产氯甲烷合成甲基氯硅烷单体关键技术与设备。开发出新型U形管流化床反应器,突破了反应热快速移走的技术瓶颈,并优化氯甲烷回收工艺,实现草甘膦副产氯甲烷70%的大比例利用,氯甲烷单程转化率达52%、触体活性达200kg粗单体/(t硅铜触体.h)、二甲基二氯硅烷合成选择性达88.5%,达到了国际先进水平。 2、甲基氯硅烷基础聚合物生产新技术。开发出二甲基二氯硅烷浓酸水解新工艺,解决了30%盐酸夹带水解物难以回收的难题,实现水解产物中环硅氧烷和线性硅氧烷的有效分离,水解物收率提高1.43%,年节约能耗6.11*1011kj,经济和环保效益显著。 3、甲基氯硅烷单体生产副产物综合利用关键技术。开发出氯循环利用技术,利用副产废盐酸作为草甘膦生产的原料,草甘膦副产氯甲烷用于合成甲基氯硅烷,实现氯原子高效利用;开发出高沸物综合利用技术,回收渣浆中高沸物并裂解为甲基氯硅烷单体,显著提高有机硅清洁生产水平及经济效益。 该项目整体经济技术指标达到国际先进水平。参与国家标准制定1项,获授权专利23项(发明专利4项,实用新型专利19项),2项发明专利待授权。 技术成果在湖北兴瑞化工有限公司形成20万吨/年甲基氯硅烷单体生产线,近三年新增销售收入42.41亿元,新增利润6.55亿元。若全行业推广,有望增加经济效益106.68亿元/年。该技术的推广应用推动了有机硅行业技术进步,有效地提高中国有机硅市场综合竞争力。
[成果] 1800290063 江苏
TQ225.1 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:从能源战略和环境保护的角度出发,针对废弃油脂加工制备脂肪酸甲酯的传统工艺存在的问题,以及乳状液在使用结束后难以完全破乳、表面活性剂回收利用难等问题,开发了固体颗粒乳化剂催化关键技术,在油脂预处理、乳化催化甲酯化及生物柴油、润滑油产品的开发等领域取得了突破性的成果,构建了原料广适性的工艺系统,实现了废弃油脂基能源产品的规模化清洁生产。 针对油脂成分复杂,常规表面活性剂乳化油脂-醇两相的稳定性差等难题,该项目通过分子设计、合成开发了一系列表面活性剂,其中新型超低界面张力表面活性剂的质量浓度0.01%~0.5%,能使油脂/醇界面张力降至10-3mN/m数量级;通过表面活性剂改性固体酸(碱)催化剂,获得固体酸(碱)纳米颗粒乳化剂。 采用固体酸(或固体碱)纳米颗粒乳化剂,构建了原料广适性的Pickering乳状液催化脂肪酸甲酯技术。采用高剪切乳化技术,改变了常规制备生物柴油工艺中反应物料的叶片式机械搅拌方式,反应时间较传统机械搅拌缩短80%左右,解决了油脂与低碳醇相溶性问题,具有表面活性剂用量少(表面活性剂用量10-5~10-3mol/L)、反应效率高(20分钟~1小时,生物柴油收率97%)、反应温度低(<50℃)等优点。 该项目在催化反应结束后向通过关闭纳米固体颗粒的表面活性,使乳状液破乳分层,建立了新型Pickering乳状液分离回收技术。
[成果] 1800150357 河南
TQ224.223 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该成果属于工业生物技术应用领域,涉及微生物学、发酵工程、生物化工等多学科的技术,节能环保,符合国家中长期发展规划及产业发展政策。 二羟基丙酮(Dihydroxyacetone,简称DHA)又称1,3-二羟基丙酮,是一种重要的精细化工原料和医药前体,用途广泛且使用量大。该项目以自主筛选出来的一株专利菌株为应用菌株,使用甘油为原料,成功完成了二羟基丙酮的放大生产,实现了产业化。主要成果内容有: (1)建立了高产二羟基丙酮菌株的理性化筛选模型,筛选出具有自主知识产权的高产二羟基丙酮新菌株弗托氏葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter frateurii)HD924。 (2)成功解决了发酵及提取纯化工艺在放大生产中的一系列关键技术难题,以甘油为底物,利用弗托氏葡萄糖酸杆菌大规模工业化生产二羟基丙酮,且生产稳定。 (3)国内外首次对生物柴油副产品粗甘油替代纯甘油生产二羟基丙酮的可行性进行了研究,证实了Gluconobacter frateurii HD924能高效利用生物柴油粗甘油生产二羟基丙酮,该技术能够显著降低二羟基丙酮的生产成本。 与其他已报道的工艺路线相比较,该工艺路线更加合理、简便、高效,能够显著降低生产成本,有利于二羟基丙酮工业化生产的实施。该成果在二羟基丙酮生产菌株选育和工艺技术开发方面有明显创新,已被第三方评价为国内领先水平,部分创新成果达到国际先进水平。 主要经济指标有: (1)发酵终了二羟基丙酮平均浓度达到220g/L以上(20吨发酵罐规模),二羟基丙酮产率达到90%以上,提取收率60%以上;经浙江省湖州市食品药品检验研究院检测,产品纯度在98%以上,符合中国药典及企业标准要求。 (2)该技术可以通过发酵罐进行自动控制,采用了先进的膜过滤、多效降膜蒸发等先进的提取工艺设备,操作简便、发酵时间短、生产成本低。 在项目的实施过程中,共获中国发明专利授权1项,并已成功转让。已发表与该项目相关的十余篇高质量论文,其中SCI收录2篇,有1篇发表在生物工程领域的国际著名TOP期刊《Bioresource Technology》,期刊影响因子为5.0。该项目整体技术已于2012年转让浙江省长兴制药股份有限公司,并成功在国内首先实施了二羟基丙酮的产业化。研发的二羟基丙酮产品已于2014年进入市场销售,远销欧美等多个国家,国内外用户反映良好。近三年(2015-2017年)为该企业累计新增销售收入6000多万元,经济效益显著。 该项目属生物催化范畴,与化学催化相比,具有能耗低、物耗少,对环境友好等优点,可建立起高效、清洁的新型生物制造工艺。生物法生产二羟基丙酮的主要原料甘油可使用淀粉等可再生原料发酵生产或直接使用生物柴油副产物粗甘油,其成功实施可推动农副产品精深加工及生物柴油产业的快速发展,对中国生物制造产业的可持续发展和循环经济意义重大,社会效益显著。
[成果] 1800160541 湖北
TQ111.1 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于硫铁矿制硫酸高效资源化利用技术创新制造业科学技术领域。 湖北省硫酸生产企业多为小型硫酸厂,普遍采用硫铁矿制备硫酸生产工艺,其工艺、设备和环保等技术水平相对落后,原材料消耗高,设备效率低,环境污染严重,经济效益差。高能耗、高污染、高排放问题突出。随着经济社会发展,环境承载力限制,中国特色社会主义建设进入“新时代”。以消耗资源、牺牲环境的发展模式难以持续,发展绿色、低碳、循环经济成为必然选择。 该项目符合国家“十二五”发展规划中关于“坚持把科技进步和创新作为加快转变经济发展方式的重要支撑,促进经济社会发展与人口资源环境相协调,走可持续发展之路”的核心要求。 该项目突出硫铁矿制硫酸高效资源化利用技术创新目标,通过实施“创新管理体制机制、整合集聚和培养激励创新人才、机制化创新投入、产学研用战略协同下“硫铁矿制硫酸高效资源化利用共性、关键和配套技术”创新、更新和弘扬创新文化等系统性企业技术创新工程措施,取得了以下企业可持续发展的技术创新基础性成果: 1、38项行业领先的共性、关键和配套技术,多项技术突破填补了国内空白。其中,已授权发明专利5项、实用新型专利10项、已受理发明专利6项、已受理实用新型专4项,并确定从受理专利项目中优选3项申请PCT;研发储备产品技术13项;湖北省科技成果登记证书3项。“节能环保硫铁矿制酸生产线”项目,2014年8月被荆门市人民政府授予发明专利三等奖,2016年12月被省人民政府授予中小企业创新奖。 2、新技术、新产品成果转化推广应用效益显著,辐射和带动该省相关产业发展。 (1)公司硫铁矿制备硫酸生产技术改造应用技术9项、氨基磺酸生产技术改造应用技术4项;为规模化、产业化生产提供系统化、配套化和工程化技术方案项目主要有2项。 (2)对外技术合作项目1项(技术服务)。 3、新、扩建项目1项,优化了企业产品结构,延伸了产业链。 4、“熊丰”牌产品市场拓展至国外市场,市场占有率提升、出口创汇突破,“熊丰”牌荣获湖北省“湖北名牌”。 5、构建了较为完备的企业技术创新体系和质量保证体系,相关机构认定和授予多项资质和荣誉。 以上成果表明:公司依靠技术创新工程,初步实现了硫铁矿制硫酸行业从技术经济困境中步入再发展、可持续发展的能力;同时,多项硫酸高效资源化利用技术,可辐射和带动该省相关产业的发展。
[成果] 1800180116 上海
[TQ221.211, TQ205] 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:1、项目所属科技领域:属于系统能量优化节能领域。 2、项目关键技术和解决方法: (1)节能潜力快速评估技术石油化工企业的乙烯裂解装置,急冷水热量过剩消耗大量循环水,工艺水汽提塔采用直接蒸汽造成浪费。在项目初期,出差成本和人工成本都很高。因此需要开发一种远程评估技术,通过客户上报的少量数据就可以快速评估得到节能潜力。通过研究发现,如果收集急冷油塔和急冷水塔及工艺水汽提塔的几个关键参数就可以得到。 (2)高效换热器模拟优化技术有些企业业主,由于温差较低,需要采用高效换热设备。高效换热器种类繁多,没有通用的计算方法,需要由生产厂计算确定。但优化过程中又需要进行多种高效换热器的对比,因此,需要开发一种有一定通用性的高效换热器模拟软件才能满足要求。 3、社会经济意义: (1)通过研究,发明了一种急冷油余热回收利用的新技术,即回收乙烯装置过剩的急冷油余热用于替代蒸汽,获得节能效益。通过这种改造,可以节约蒸汽,因此从源头上节约燃料。 (2)该项目以能量利用“三环节”理论为指导,从能量利用的本质出发,着手从源头入手解决问题。通过优化利用较高温位的急冷油的热量,从而减少了从急冷油进入急冷水塔的热量,从根本上解决了能量不合理使用的状况。实现大幅降低装置能耗及增加生产运行效益的目的。该技术的特点是源头入手,全系统优化,实施简便,效益显著。 (3)对环境的改善每个项目可以降低蒸汽用量9-12t/h,保守估计每个企业节蒸汽量8万吨/年,降低循环水用量400万吨/年,折标煤10400吨/年,公司预估每年平均可以完成项目2-4个,每年节约吨标煤3万吨/年,对环境的改善做出了直接贡献。 (4)对国民就业的贡献该项目完成后将培养5名就业人员,其中3名为化工专业,1名为软件专业,1名为项目管理。 (5)对自主创新和综合国力提升的促进专门为石油化工企业的乙烯裂解装置研发,专门解决急冷水热量过剩的问题,获得节能效益。对于这部分热量利用的方法主要是溴化锂制冷和发电技术。这些技术存在的问题是能量转换效率低,而且需要提供大量的冷却水。投资大,占地面积大。与传统的急冷水热量回收节能方法不同,该技术从源头入手进行优化。急冷水的热量来自于急冷油,如果取出了急冷油的高品位热量加以利用,不但可以替代蒸汽,同时急冷水的热量可以等量减少,可以降低急冷水的冷却负荷,节约循环水。通过这种改造措施,可以尽量减少投资和改造工作量,迅速获得节能效益,对于产业的促进有很大推进作用。 4、项目产品市场开拓与销售情况: (1)该项目已经在1个中外合资企业得到应用。 (2)项目产品已开发客户有:中国石化集团中原石油化工有限责任公司、中国石油吉林石化公司、中石化四川石化有限公司、中石油辽阳石油化工公司等5个客户。
[成果] 1800140148 上海
TQ116.2 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:煤炭高效、清洁、高值转化是中国能源可持续发展的必由之路,氢能是国家重大战略需求之一,廉价制氢是氢能发展的巨大挑战,水蒸气煤气化热转化是国际上公认的最切实可行的制氢方法,但技术流程复杂,过程受强吸热和热力学平衡限制,能耗高,转化率、选择性和氢气纯度均较低,排放CO2。该项目在国际上首次研发了循环流化床气化联合吸附强化制氢新技术,以分级阶段热转化思想,创新流态化气化原理,实现了大量劣质粉煤高效清洁水蒸气热化学转化,以动力学上反应/分离耦合,突破热力学平衡限制,将水蒸气重整、水汽变换、CO2分离相互促进、高度耦合,连续、一步制取了高纯度氢气,回收了CO2,该项目提升了中国能源重大装备的创新能力和技术水平,推动了行业进步,关键技术与核心工艺应用于中国十几家企业,取得了显著的经济效益、社会效益与环境效益。 主要科技成果为: (1)构建了逐级流态化循环流化床粉煤燃烧气化新技术。针对不同原料煤热化学特征,克服循环流化床气固混合、流动和反应的不均匀性,提出:逐级流态化,以不断修正流化压降计算,多级非均匀进风、进料,锥形炉膛设计使颗粒浓度随床层高度增加呈现不同分布特征,对不同原料、不同颗粒均能达到满意气化,气化效率高,排渣和飞灰碳含量较小,底部发明多旋涡燃烧方式,气固剧烈湍动,提供热量,上部较低线速,减少粉尘率,改善了流化床空隙特征,气流内循环旋流有效防止了对炉膛的冲击磨损,保护了炉膛,改进储热装置,强化过程传热,根据物料配比、属性,结合流体力学原理和气化工艺特点,优化了床层结构和操作条件,控制条件同时炉内喷钙增效,抑制污染物的产生。 (2)提出了慢速移动填充床连续吸附强化重整制氢新方法。针对重整制氢受强吸热和热力学平衡限制,操作温度较高,氢气纯度不高,排放CO2问题,提出:以动力学上的反应/分离耦合,原位吸收CO2,将制氢可逆反应转变为非平衡的不可逆过程,提高了转化率和选择性,制氢温度比常规至少低150℃,一步连续制氢纯度达93.9%以上,揭示了定量控制平衡移动和强化水汽变换进程作用机理,解决了不同传递、不同反应在同一可接受范围相互促进的难题,在国际上第一次提出并构建了慢速填充移动床连续吸附强化重整制氢新装置,发明填充床提高蓄热能力设备,以多相紧密接触同时连续移动、反应和再生,解决了国际吸附强化重整制氢工程应用“瓶颈”问题。 (3)创建了循环流化床气化联合吸附强化制氢新工艺。研究不同特性大物料量的联合循环流化床气化与连续吸附强化重整制氢的匹配特性,探讨连续式进料模式下包含气化、重整、水汽变换和再生等多个反应器操作的相互影响及物质交换与能量转换方式,创建了整体流化床气化联合吸附强化制氢新工艺,建立了在线故障诊断装置,由于前置高温气化仅是实现将固态转换为易于流动的气态进料制氢,大大降低了循环流化床气化难度,新工艺对几乎所有的固体原料均具有较好的适应性,连续获得90%以上氢气,富集回收了纯CO2,是高效、低成本制氢切实可行的新途径,被国内外同行高度评价,是具原创性的重大科研成果。 该项目发明核心工艺,创制重大装备,技术成熟,可靠实用,关键技术建立了生产基地,2012年4月一次点火成功,各项技术指标达到了预期设计值,运行至今,安全、可靠、高效、环保,受到了用户好评。 该项目授权国家发明专利17项,授权实用新型专利3项,发表国际SCI收录论文81篇,其中SCI影响因子5.0以上论文15篇,3.0以上论文54篇,他引超过3500次,全球工程领域top 1% ESI高引论文5篇。出版国际书籍章节6篇。被国际同行誉为:“发展了新的连续吸附强化重整获得高纯度氢气的概念”。项目直接经济效益超过2亿3千万元,新增2850万元利润,税收1010万元,创造了较好的社会和经济效益
[成果] 1700520405 上海
TQ221 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:乙烯、丙烯是化学工业的基石。中国富煤少油,发展煤制烯烃可减少对石油资源的高度依赖,具有重大战略意义。该项目历经十余年持续创新,率先创制了扩散性能优异的纳米片晶多级孔SAPO-34分子筛,开发了高效流化床MTO催化剂,选择性>81%,比同类技术损耗降低28%;首次开发了MTO大型快速流化床反应器技术,与湍流床工艺相比,时空收率提高2倍以上,反应器直径减小三分之一;首创了前脱乙烷-碳四烃吸收的高效分离新工艺,烯烃回收率达到99.98%以上,解决了从实验室到大型化的高效反应与分离关键科学与工程技术问题。通过上述原创及重大技术突破,全流程S-MTO技术各项指标明显优于国内外同类技术,实现了国际领先。2007年万吨级工业示范通过鉴定,2011年60万吨/年工业装置成功运行,2016年世界最大规模的360万吨/年工业装置建成投产。正在中安建设新装置,与“一带一路”国家开展合作。在国际上首次提出并证实“烯烃烃池活性中心”新概念,研究成果相继发表于国际顶尖学术期刊,获授权发明专利283件。S-MTO技术的成功开发使中国成为世界上第一个掌握自主知识产权全流程MTO技术的国家,成套大型工业装置的完全自主开发-设计-制造-建设-运行,践行了中国创造,具有里程碑的意义。
[成果] 1900010289 上海
TQ221.211 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:稀乙烯来自炼油化工装置的尾气,中国每年资源量高达1900万吨,折合纯乙烯200多万吨,因精制分离为纯乙烯的投资高、成本大,大多数企业作为低品位燃料气使用,造成资源严重浪费。而通过催化反应使稀乙烯直接转化为高值化学品,则可大幅度提高稀乙烯附加值,实现石油资源的高效利用。但稀乙烯有效成分浓度低(通常乙烯浓度10-20wt%),杂质组成复杂,需要突破多项技术瓶颈。该项目历经十余年的持续创新,实现了稀乙烯增值转化制乙苯技术的重大突破,包括高活性耐杂质催化材料及反应工艺、高效节能低耗预处理及分离技术、大型化装备技术等。主要创新点如下: 创制形貌择向的纳米MFI分子筛材料,开发了超长稳定性及低苯烯比稀乙烯烧基化高效催化剂。针对稀乙烯浓度低、杂质组成复杂影响催化剂活性稳定性的技术难题,创新了基于分子筛择向扩散控制的高稳定催化剂设计思路,突破了纳米形貌MFI分子筛合成难题,创制了纳米球状和b轴取向纳米片状分子筛,开发了超长稳定性及低苯烯比高效苯与乙烯烷基化催化剂。工业运行结果表明,与同类技术相比,乙烯转化率提高14个百分点,再生周期提高2~3倍,苯烯比由6.5降低至5.2。 创制贯通多级孔高硅FAU分子筛材料,开发了低温高活性烷基转移催化剂。针对二乙苯烷基转移反应中重质芳烃组成复杂影响催化剂活性难题,提出了通过降低重组分扩散限制提高催化剂活性思路,创制了贯通多级孔高硅FAU分子筛,开发了低温高活性二乙苯与苯烷基转移催化剂,反应温度比同类技术降低50℃,二乙苯转化率提高了12个百分点。 创新选择性预处理及高效反应和分离工艺,大幅提高了资源利用率。集成了“二次解析稀乙烯预处理回收”创新技术、“动力学控制的床层分段”独创技术和“高效脱杂分离”新技术等,资源利用率大幅提升,与同类技术相比,乙烯总回收率由70%左右提高到96%以上,原料苯的物耗降低6%。 集成创新了节能和大型化成套技术,可适应多种稀乙烯原料,增产高端产品。创新了低苯烯比烷基化、低温烷基转移节能反应工艺及高效热集成技术,解决了大型化装备及适应多种稀乙烯原料、可生产高附加值产品的关键技术难题,开发包括世界最大规模30万吨/年成套技术,并实现工业化,装置能耗同比降低27%,稀乙烯转化产品价值大幅提升。 获中国授权发明专利36项,中国石化专有技术5项,发表论文25篇,获上海市科技进步一等奖和中国石化科技进步一等奖。主要完成人多次在全国分子筛学术大会、国际催化大会、全国催化学术会议等作大会及邀请报告,具有重要的学术影响。 项目已许可及应用于21家生产企业,包括世界最大规模30万吨/年中海石油宁波大榭石化稀乙烯制乙苯装置,整体技术指标达到国际领先水平。近三年累计新增销售额158.1亿元,新增利润27.9亿元。获得美国GTC、台湾中鼎化工、台湾国乔、荷兰Shell等多家公司技术认可和应用意向,市场前景广阔。该项目为推动化工产业可持续发展、建设资源节约型国家提供重要技术支撑。
[成果] 1700520393 陕西
TQ116.29 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:全球太阳能光催化制氢技术的光氢能量转化效率迄今远低于5%,美国DOE的工业化指标是5-10%。利用太阳能高效低成本规模制氢既是国际科学前沿,又符合中国能源安全和可持续发展的重大需求。该项目在国家自然科学基金、973、863等计划、陕西省科技创新工程重大科技专项等项目资助下,针对太阳能光催化制氢技术的高效、低成本、规模化世界性难题,通过深入研究从太阳光到氢能整个传输转化全过程的多相流体系内反应体系-相界面-催化剂颗粒三个层面及其之间的能质流动、传输、转化及互匹配机制,创建了太阳能光催化制氢的多相流能质传输集储与转化理论,提出了大幅提高光氢转化效率的新理论新方法,研制出首套低成本直接太阳能聚光催化连续制氢装置并中试成功,光氢能量转化效率达6.6%,为国际同期最高值,使产业化发展成为可能。8篇代表性论文SCI他引1113次、其中6篇入选ESI,成果被该领域多国著名学者和院士们在Chem. Rev.等期刊上撰文认为“首次清晰展示出太阳光解水制氢的大规模应用前景”、“创造性的”。促进了多相流科学与光催化化学、光催化材料学等的交叉融合,使多相流科学得到拓展与深化,在国际上产生广泛的学术影响。
[成果] 1800270108 内蒙古
TQ26 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该成果属于有机化学研究领域。金属有机化学与催化是当代化学的前沿领域之一,也是内蒙古大学自建校以来一直从事的前沿基础研究。二茂铁是最早发现的金属有机化合物,近七十年,人们对其在生物医药、航天航空、功能材料及不对称催化等领域的应用进行了详细研究,取得了重要的研究成果。但是国内外有关二茂铁联烯化合物的合成及其相关反应的报道非常少。因此,研究二茂铁联烯化合物的性质及转化,对结构新颖的二茂铁衍生物的合成具有重要的推动作用,也是该领域的挑战性工作。该项目历时8年,在国家自然科学基金和内蒙古杰出青年培育基金的支持下,依托内蒙古自治区精细有机合成重点实验室,结合该区二茂铁化学领域的科研优势,围绕金属有机化学领域发展的重要科学前沿以及面向国家重大需求开展系统的基础研究,解决二茂铁联烯衍生物在合成、性质及应用方面的基础理论和关键技术问题,主要创新成果如下:1)首次合成了一系列单取代以及双取代二茂铁联烯化合物,发展了多个立体选择性加成反应,研究了体积较大的二茂铁基团对反应选择性的影响,提出立体效应对该类加成反应的区域和立体选择性具有决定性作用的理论,这些研究成果为联烯反应高选择性的获得提供了新思路。2)发展了卤素单质促进的二茂铁联烯的高选择性加成反应新方法,成功实现了二茂铁联烯、卤化物及各种亲核试剂的立体选择性加成,构筑了含二茂铁基团的烯基碘化物,为其进一步应用奠定了基础。3)以二茂铁炔烃和二茂铁联烯为底物,实现了多种含二茂铁的含氮杂环化合物的合成;与此同时,发展了非二茂铁类含氮杂环的新合成方法,为杂环化合物的制备提供了有效手段,在医药和材料领域有重要的应用前景。4)制备出首例含有三唑杂环的二茂铁金属有机液晶化合物,获得了较好的热致液晶性及较宽的介晶相温度范围;以三唑环邻位为羰基的二茂铁三唑化合物与过渡金属离子Cu和Zn配位,得到的配合物具有较好的燃速催化性质,有望解决二茂铁类燃速催化剂存在迁移性的问题。 2009-2016年该成果完成期间,在Angew. Chem. Int. Ed.;J. Org. Chem.;ChemCatChem;Tetrahedron等国际权威期刊发表论文31篇(通讯作者或第一作者全部为成果完成人),全部被SCI收录,累计他引总次数158次,获授权发明专利2项。承担各类项目11项,其中国家自然科学基金3项。成果第一完成人先后获第十五届霍英东青年教师奖、第十届内蒙古自治区青年科技奖、首届内蒙古大学乌可力青年教师奖,并入选首批内蒙古自治区高等学校"青年科技英才"计划、内蒙古杰出青年基金、自治区"新世纪321人才工程"一层次人选、自治区"草原英才"工程。2016年12月获霍英东青年教师奖,是近5年该区唯一获奖人,《内蒙古日报》等媒体对此进行了报道,《新华网》、《中国青年网》等分别进行了转载。发表在Angew. Chem. Int. Ed.(SCI 11.994)上的论文入选ESI高被引论文。因此该成果不仅对内蒙古金属有机化学基础研究领域具有重要意义,而且提升了内蒙古自治区和内蒙古大学在国内外的知名度,推进内蒙古地区化学领域的研究向世界水平迈进。
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