功能化离子液体催化常压二氧化碳合成喹唑啉酮的研究

作品介绍

二氧化碳（CO₂）是主要的温室气体，也是绿色可再生的碳一资源。高效绿色的CO₂化学转化和固定策略是当前研究热点和难点。以CO₂为原料合成喹唑啉酮的路径，对实现CO₂的减排及高效利用和可持续发展具有重大的意义。本项目报道了一种有机碱偶联离子液体的催化体系，实现常压温和条件下2-氨基苯甲腈与CO₂反应合成喹唑啉酮的新路径（0.1 MPa，60 ℃）。研究表明，1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯偶联1-丁基-3-甲基咪唑乙酸离子液体（DBU/[Bmim][OAc]）在催化CO₂与2-氨基苯甲腈的反应中表现出优异的性能，并实现在常压下以高产率获得了一系列不同取代基的喹唑啉酮衍生物。同时，离子液体具良好的稳定性，循环使用至少五次其结构和催化活性基本保持不变。该方案实现以克为单位的放大实验，为喹唑啉酮的工业生产提供了可能，相关研究具有广阔的应用前景。

喹唑啉酮类化合物是重要的一类医药中间体，已被广泛用于生物和制药工业。喹唑啉酮类化合物在抗癌、抗肿瘤、抗高血压、抗微生物等医药学方面有良好的活性。但CO₂分子活化困难，现有的合成方法限制因素高，苛刻的反应温度、压力、催化剂的安全性等。

CO₂是主要的温室气体，以CO₂为原料合成喹唑啉酮的路径，对实现二氧化碳的减排及高效利用和可持续发展具有重大的意义。

作品创新点

1.对实现碳中和目标有着重要的意义。

2.是一种常压温和条件（0.1MPa 60℃）下高效绿色合成路径。

3.反应底物的普适性强，产量高（最高98%）。

4.离子液体催化剂可以循环使用，节省成本，绿色经济。

5.可实现克级单位的反应，为工业化应用提供了可能性。

研究成果

1.论文于2020年在化学领域国际著名期刊RSC Advances发表（SCI 二区，影响因子=3.119）。

2.2020年大学生创新创业训练计划项目-省级项目顺利结题。

指导教师

高翔，1989年生，中共党员，博士，讲师，主讲《专业英语》、《污染生态学》、《环境保护概论》、《环境保护与职业健康概论》课程，西安科技大学首届教师教学竞赛“课堂教学创新大赛”三等奖获得者。

主要从事二氧化碳捕集及资源化利用的相关研究，主持中国博士后科学基金面上项目1项、陕西省自然科学基金1项、陕西省教育厅基金1项、西安科技大学优秀青年基金1项，在Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal. Renew. Energ.等国际重要期刊发表SCI论文30余篇，其中第一/通讯作者14篇。先后指导大学生挑战杯、“互联网+”、创新创业等科技活动，获第十三届“挑战杯”陕西省二等奖1项、第十二届“挑战杯”西安科技大学三等奖1项，大学生创新创业国家级结题优秀1项、省级2项。

团队成员

白晴云 环境工程1703班

韩松燚 环境工程1801班

张 洁 环境工程1801班

张懿心 环境工程1801班