Cyclic Carbonates Synthesis via Catalytic Cycloaddition of Carbon Dioxide and Epoxides using Sustainable Metal-based Catalysts and Organocatalytic Systems

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-2022-9
Title: Cyclic Carbonates Synthesis via Catalytic Cycloaddition of Carbon Dioxide and Epoxides using Sustainable Metal-based Catalysts and Organocatalytic Systems
Author: Al-Qaisi, Feda'a
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Chemistry, Inorganic Chemisytry
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: The conversion of carbon dioxide (CO2), an abundant renewable carbon reagent, into cyclic carbonate is of academic and industrial interest. Cyclic carbonate serve as green solvent and have some outstanding properties such as a high boiling point and low toxicity. Titanium and iron would be attractive metal candidates as benign and efficient alternative to other metal catalysis for CO2 conversion to cyclic carbonate, due combination of low toxicity and high Lewis acidity. In the present work the coupling reactions of carbon dioxide with epoxides to produce five-membered cyclic carbonates (propylene, 1-hexene, cyclohexene, styrene, and epichlorohydrin carbonates) were efficiently catalyzed either by sustainable metal-based catalysts of: (1) titanium alkoxide complexes/tetrabutylammonium salts; (2) Schiff base iron(III) complexes/onium salts; (3) bifunctional imidazole-Schiff base iron(III) complex; and (4) metal-free systems consisting of a simple, preferably primary or secondary, amines and halides with organic or inorganic cations (such as tetrabutylammonium or lithium chloride, bromide or iodide). Reactivity of the four above-mentioned catalytic systems was further studied and compared in the coupling reactions.Väitöskirja käsittelee hiilidioksidin liittämistä epoksideihin ja siten sen muuttamista käyttö- kelpoisiksi orgaanisiksi yhdisteiksi eräiden siirtymämetallikatalyyttien sekä organokatalyy- sin avulla. Tutkimus liittyy hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen ja uusiutuvien raaka- aineiden käyttöön ja käsittelee siten hyvin ajankohtaisia aiheita ns. vihreän kemian tutki- musalueella. Työssä on onnistuttu kehittämään kaksi uutta tehokasta katalyyttisysteemiä, joissa hiilidioksidin ja orgaanisen lähtöaineen reaktio voidaan tehdä ilman erillistä liuotinta sekä kaksi uutta katalyyttisysteemiä, joissa reaktiot tehdään käyttämällä erilaisia liuottimia. Vihreän kemian periaatteisiin kuuluu mm. jätteen synnyn ehkäisy sekä haitallisten liuotti- mien välttäminen, joten liuotinvapaan katalyyttisysteemin kehittämistä voidaan pitää mer- kittävänä tuloksena pyrittäessä kehittämään ympäristöystävällisempiä menetelmiä kemial- listen prosessien toteuttamiseksi. Tässä työssä käytetyt katalyyttimetallit titaani ja rauta - ovat ympäristölle vaarattomia ja siten vihreä kemian periaatteiden mukaisia. Organokata- lyysiä hyödynnettäessä voidaan myös välttää haitallisten metalliyhdisteiden käyttäminen.
URI: URN:ISBN:978-951-51-2022-9
http://hdl.handle.net/10138/161075
Date: 2016-04-29
Subject: catalysis and Green Chemistry
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
CyclicCa.pdf 2.295Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record