开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
一、课题背景
能源问题日益严峻，寻找新能源缓解资源压力显得十分必要。生物柴油作为一种绿色可再生资源，可能替代传统柴油燃料，具有极高的发展前景，在学术界及工业界都备受关注。但是在生物柴油的生产过程中仍存在许多问题，其中之一就是产生大量的甘油副产物。粗甘油在市场上供应远大于需求，粗甘油的转化成为有效利用生物柴油的技术关键[1]。甘油可以转化成多种化学物质，如丙二醇、烯丙醛、环氧氯丙烷、丙酸等，这些化学物质在市场上需求量和生产价值较高。[2]由于甘油在催化还原的条件下有多种反应方式，往往会产生多种生成物，甚至发生碳碳键的断裂，产物分离成本提高。相比之下，甘油酯活泼性较低，不易发生碳碳键的断裂。酯类最常见于三甘油酯（脂肪，油）中，酯的裂解可以经过-O键断裂或-O键断裂两种方式。酯裂解有多种方式，如快速光降解、热裂解、金属偶联等。多数-O断裂的酯裂解是由酸催化水解实现，在合成中通过烷氧键断裂裂解酯更为常见。绝大多数过渡金属介导的酯键裂解要求裂解的烷氧基是sp2杂化，sp3杂化与烯丙基或苄基体系。 有一些用非共轭脂肪族取代基裂解酯的报道，它们涉及用非均相的第8族催化剂（例如Pt，Pd，Ni，或氧化铝）促进脱羧，产生二氧化碳及相应的碳氢化合物。另一方面，高温条件下的非均相催化虽然可以直接产生生物油燃料，但酯的C3骨架会转换成丙烷溶解在产物中，分离困难。根据文献资料显示，酯氢解反应可通过三氟甲磺酸路易斯酸和钯串联催化实现，这种方法虽然不会破坏C3骨架，但反应的收率不高，且仅对少量的化合物（如1，2-丙二醇和1，3-丙二醇的衍生物）有较高的选择性[3]。进一步研究证明，在使用较弱的三氟甲磺酸或路易斯碱性溶剂（如N，N-二甲基乙酰胺，THF，水）时反应速率明显降低，这也说明了三氟甲磺酸路易斯酸在催化过程中起的的重要作用[1]。酯在三氟甲磺酸作用下反应活性明显增高，可以将碳氧键转化为碳氮键，这种转化不仅局限于甘油酯，其应用范围可以延伸到1，2-二醇二羧酸酯、1，3-二醇二羧酸酯，以及自然界中的天然糖醇、人工合成的聚酯高分子聚合体。此外，从传统的原料转型为非传统植物油、非食用植物油和微藻油等，不仅具有经济价值，而且有重要的社会意义，体现了绿色化学的理念，有利于环境保护，并且能节约传统石油资源的使用。使用非食用油作为生物柴油面临的另一个问题游离脂肪酸（FFA）在传统的碱催化中会形成泡沫，降低催化速率。如果能实现在FFA存在下生产生物柴油，且不产生较大的损失，将非常有希望进一步扩大可再生生物柴油产业[3]。
- 要解决的问题
甘油酯在药物中有广泛的应用范围，如萘普生油酸甘油酯、紫衫酚等[5]；通过单硬脂酸甘油酯固体脂质纳米粒对药物剂型修饰可以有效改变药物在体内组织的分布[6]；在药物合成中酯经常作为保护基应用于物质转换中[1]。总的来说甘油酯与药学关系密切，在医药行业中利用价值高。本篇文章的写作旨在解决目前甘油酯转化过程中面临的反应条件苛刻、产物分离困难的问题。酯在路易斯酸的催化下活泼性明显提高，碳氧键断裂，可产生新的碳氮键。通过这种转化，甘油酯可转换为新的更有价值的产物。由于目前我国生物柴油的生产尚处于发展阶段，技术水平不够成熟，甘油酯的转化多采用高温处理，不仅消耗能源，而且C3骨架易转化成丙烷，后期产物分离困难[4]。因此，研究出一种新型简单高效的甘油酯转化方法具有极高的应用价值。另一方面，塑料（PET）难以降解带来的巨大环境压力有望通过这种转化方法实现，减轻环境污染[7]。
- 可行性分析
目前中国的生物柴油市场处于发展初期，面临着甘油副产物供大于求、简单高效的甘油转化难以实现等问题[2]。在路易斯酸催化下，甘油酯表现出较强的活泼性，发生碳氧键的断裂并可构建出新的碳氮键，产生更多有利用价值的化学物质。此前，很多科研工作者在甘油的转化方面做了深入研究，但直接使用甘油酯作为反应原料的并不多[1]。该课题具有良好的市场前景和较大的市场潜力，有望在生物柴油发展、塑料的降解等方面做出巨大贡献，体现了绿色化学的在环境保护、制药化工等方面的重要作用。上海科技大学物质学院提供了展开课题研究所需要的科研设备、数据库等资源，并致力为学生提供所需要的学术指导，以保证课题的顺利进行。经过与指导老师讨论，我们将从底物合成、反应条件优化两大主要方面开展工作，研究甘油酯催化氨化的规律。
- 研究方法和内容
前期准备工作主要为文献查阅，合成底物，熟悉有机化学实验室中常用到的处理方法。第二步进行反应条件的优化，从不同方面（如溶剂、温度、催化剂等）进行反应条件的筛选。第三步对该种反应的底物范围进行扩大，研究其结构规律。最后总结工作，撰写论文。
- 工作计划
2月28日—3月17日：完成文献查阅、开题报告等前期工作。
3月18日—5月10日：完成底物合成、反应条件优化等工作。
5月11日—5月20日：完成毕业论文的撰写工作。
5月21日—6月03日：完成毕业论文的评阅与修改工作。
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