| 题名 | 杂多化合物在酰基化反应和氧化反应中的催化性能研究 |
| 作者 | 刘珍珍 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 导师 | 李贵贤 |
| 关键词 | 杂多化合物 对甲氧基苯乙酮 酰基化 苯甲醇 催化氧化 苯甲醛 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 对甲氧基苯乙酮是一类重要的精细化学品和化工中间体,广泛应用于医药、农药、香料、化妆品和有机合成等行业。近年来,由于对甲氧基苯乙酮产品需求量的激增,纯度较高的对甲氧基苯乙酮在国内市场上是供不应求。因此,寻求和开发一种绿色、高效的催化体系成为合成对甲氧基苯乙酮的研究热点。苯甲醛及其衍生物是重要的化工原料和中间体,被广泛应用于医药、食品、饮料、农药、染料等领域。工业上合成苯甲醛的传统体系普遍存在纯度低、转化率和选择性不高、设备腐蚀严重、工艺流程复杂及催化剂分离困难等诸多弊端,这严重制约了苯甲醛及其下游产品的生产和发展。杂多化合物作为一类新型高效的多功能性绿色催化剂,以其独特的酸性和氧化性及特殊的“准液相”性质引起了人们的广泛关注。其具有活性高、腐蚀性小、毒性低及适用范围广的优点,可以通过改变元素或反荷阳离子,在分子或原子水平上调节它们的催化性能及溶解度。本文合成了不同反荷阳离子取代的Keggin型杂多化合物和Dawson型杂多化合物,对它们的结构进行了表征,并将其分别应用于苯甲醚酰基化反应和苯甲醇催化氧化反应中,主要内容如下:1.Keggin型杂多酸盐的合成及表征以磷钨酸、硝酸镓和硝酸铟为原料,通过简单的酸碱中和反应合成了Keggin型结构的磷钨酸镓盐和铟盐,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)等方法对H3PW12O40、Ga PW12O40和In PW12O40进行了表征分析,表明所制得的杂多化合物保持了Keggin型结构特征。2.Keggin型杂多酸盐催化合成对甲氧基苯乙酮研究了Ga PW12O40催化合成对甲氧基苯乙酮反应的催化活性,并优化了反应的工艺条件。合成对甲氧基苯乙酮的最佳反应条件为:300℃下预处理的Ga PW12O40催化剂用量0.1 g、乙酸酐用量20 mmol、n(苯甲醚)︰n(乙酸酐)=5、反应温度90℃、反应时间30 min,乙酸酐的转化率达到98.49%,对甲氧基苯乙酮的选择性达到94.91%且纯度较高。比较磷钨酸和合成的磷钨酸镓盐及铟盐在催化合成对甲氧基苯乙酮反应中的催化性能。结果表明,磷钨酸在反应中具有一定的催化性能,而磷钨酸镓盐和铟盐表现出比磷钨酸更高的催化活性,其中Ga PW12O40的活性最高,即引入镓原子后大大提高了杂多酸的催化活性。但是发现Ga PW12O40催化剂在反应过程中极容易结焦积碳,严重阻碍了催化剂的重复利用,因此其稳定性有待进一步提高。3.Dawson型杂多酸有机盐的合成合成Dawson型的磷钼钒有机盐(C6H15NH)8P2Mo16V2O62和(C5H5NH)8P2Mo16V2O62,采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射及扫描电镜(SEM)等方法对合成的杂多化合物的结构进行表征。结果表明,所制备的化合物具有Dawson型杂多化合物的结构特征。4.Dawson型杂多酸有机盐催化氧化合成苯甲醛以合成的(C 6H15NH)8P2Mo16V2O62为催化剂,水为溶剂,研究了苯甲醇的催化氧化反应,并对反应的工艺条件进行了优化。最适宜的反应条件为:催化剂用量0.12 mmol,苯甲醇用量0.02 mol,溶剂用量40 m L,H2O2与苯甲醇的物质的量比为5:1,反应温度90℃,反应时间3 h,苯甲醇的转化率为73.56%,苯甲醛的选择性为80.33%,并对催化剂进行了重复利用。与Dawson型磷钼钒杂多酸H8P2Mo16V2O62相比,三乙胺的引入虽然只是略微提高了杂多酸的催化活性,但是催化剂在反应结束后可以析出,被循环利用多次,所以该催化剂具有绿色环保、节约成本的优点,并且此催化体系以水为溶剂,避免了传统有毒有机溶剂的使用。最后对可能的反应机理做出了初步探讨。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 69 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91736]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘珍珍. 杂多化合物在酰基化反应和氧化反应中的催化性能研究[D]. 2016. |
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