钛硅分子筛催化合成酮肟的工艺研究

以钛硅分子筛为催化剂,过氧化氢为氧化剂,催化酮氨肟化合成酮肟,研究了不同的酮氨肟化反应的结果,并考察了各因素对酮催化氨肟化反应的影响。结果表明,n(酮)∶n(NH_3)∶n(H_2O_2)=1∶1.3∶2.5,加料方式为氨水和双氧水同时滴入,温度为65℃,催化剂加入量为4%,反应最佳溶剂为异丙醇,双氧水浓度对反应无明显影响,在最佳反应条件下,酮的转化率可以达到99%以上,肟的选择性高于99%。     

丁酮合成丁酮肟的研究

在常压条件下,对以钛硅分子筛TS-1为催化剂催化丁酮氨氧化反应制取丁酮肟的过程进行研究。考察了TS-1催化剂的用量、酮氨物质的量比、双氧水用量、反应温度、反应时间对反应过程中丁酮的转化率和丁酮肟选择性的影响。实验结果表明,常压条件下最佳工艺条件为:过氧化氢与氨水采用连续进料的方式,TS-1催化剂的用量为10.0 g/mol,进料物质的量比为氨水∶丁酮∶双氧水=3∶1∶1.5,反应时间为3 h,反应温度为70℃。此时,丁酮的转化率为82.38%,丁酮肟的选择性为98.18%。     

二硫化二苯并噻唑的催化合成

以2-巯基苯并噻唑和氨水为原料,双氧水作氧化剂,经催化剂A进行催化,合成了二硫化二苯并噻唑。通过考察催化剂种类、催化剂用量、氨水用量、物料配比、反应时间和反应温度对产率的影响,得出适宜的工艺条件为:选用催化剂A,用量为2-巯基苯并噻唑的1%,氨的加入量为n(2-巯基苯并噻唑)∶n(氨水)=1∶6.0,双氧水用量为n(2-巯基苯并噻唑)∶n(双氧水)=2∶1.2,反应时间3 h,反应温度50℃。在此条件下,二硫化二苯并噻唑的产率为90.7%,熔点为165.3~168.7℃。二硫化二苯并噻唑粗品通过甲苯进行一次重结晶后,熔点可达173.6~175℃。     

氨肟化法制备环己酮肟的工艺条件的优化

通过工业试验,研究以HTS新型钛硅分子筛催化环己酮、H2O2和氨反应一步合成环己酮肟反应中新工艺中催化剂浓度、进料配比、反应温度以及反应停留时间的影响。结果表明,适宜的反应工艺条件为:催化剂浓度稳定在3.0%～6.0%(ω),进料中n(H2O2)∶n(环己酮)=1.05,反应釜氨含量控制在2.2%～3.2%(ω),反应温度为80～85℃,物料的平均停留时间为70 min。环己酮氨肟化反应转化率和选择性均大于99%,并通过优化使环己酮肟的质量进一步提高。     

无机方法制TS-1催化剂上的环己酮氨氧化反应

用无机方法合成了钛硅分子筛催化剂TS-1,并优化了TS-1催化环己酮氨氧化反应的条件。结果表明,无机催化剂可以取代有机催化剂。同时,物料比、溶剂以及温度都对氨氧化反应有很大影响。适当调整反应条件,可得到较好的结果。其最优的反应条件为：n(氨)∶n(酮)＝2,n(H₂O₂)∶n(酮)＝1.5,溶剂用蒸馏水,n(水)∶n(酮)＝7.5,反应温度为74 ℃。     

氨肟化反应中双氧水分解的影响因素探讨

在实验装置上对环己酮氨肟化反应体系中引发双氧水分解的因素进行了分析,将实验结果应用于工业化生产。结果表明:在氨肟化反应体系中,氨过量导致的碱性环境、双氧水过量加入或氨肟化反应不完全是双氧水分解的主要原因;反应温度、反应时间等反应条件的变化可改变双氧水的分解速度;微量的铜、铁、铬等金属离子的存在会加速双氧水的分解;适当控制氨浓度、环己酮∶双氧水摩尔比、反应条件及降低金属离子含量有利于提高双氧水的有效利用率;在工业生产装置中,控制反应液中氨质量分数2.0%～2.8%,环己酮∶双氧水摩尔比为1∶(1.05～1.10),反应温度78～81℃,催化剂(相对于环己酮)质量分数小于4%,双氧水利用率提高了3.7%。     

对羟基苯乙酮氨肟化制备对羟基苯乙酮肟

考察了在HTS-1分子筛催化剂上对羟基苯乙酮(简写为4-HAP)在固定床反应器中与氨和过氧化氢发生氨肟化反应合成对羟基苯乙酮肟(简写为4-HAPO)的反应规律,4-HAP氨肟化反应的适宜条件为:以乙醇为溶剂、温度高于60℃、反应时间大于5 h、4-HAP宜一次性加入、氨和过氧化氢连续加入、催化剂的质量分数为w(HTS-1)=1.4%、n(NH3)∶n(H2O2)∶n(4-HAP)=4.2∶1.1∶1、n(溶剂)∶n(4-HAP)=6∶1,4-HAP转化率达到73.9%,4-HAPO选择性达到98.9%,该结果优于类似条件下US 5 466 869报道的结果。通过色质联用分析鉴定了4-HAP氨肟化反应的产物,与现有的文献报道相比,HTS-1分子筛具有较高的活性和选择性,副产物的种类和数量均较少。4-HAP氨肟化反应过程中产生的副产物主要为1,8,9-蒽三酚(THA)和对苯二酚(HQ)。适当提高反应温度和催化剂浓度、提高氨与4-HAP的比例、控制过氧化氢与4-HAP在适当的摩尔比(如1.1∶1),可抑制这两种副产物的生成。HQ和1,8,9-蒽三酚在氨存在下发生氧化反应是反应产物颜色变深的原因。     

2-氯丙酸异丙酯的合成

以固体超强酸树脂为催化剂合成2-氯丙酸异丙酯,研究了催化剂的用量、反应起始原料物质的量比、反应时间、带水剂种类及用量对酯化反应的影响,确定了合成2-氯丙酸异丙酯的最佳反应条件为:n(异丙醇)∶n(环己烷)∶n(催化剂)∶n(2-氯丙酸)=5∶6.5∶0.3∶1,反应时间为2h,在此条件下,2-氯丙酸异丙酯的收率可达到95%,纯度达到99%以上。     

丙酮液相氨肟化连续流反应

液相条件下,以丙酮、氨水和双氧水为原料,钛硅分子筛(TS-1)为催化剂,溴化钠为助催化剂,叔丁醇为溶剂,在具有特殊微结构的连续流微通道反应器(AFR)中一步氧化合成了丙酮肟.考察了双氧水质量分数、氨水/丙酮物质的量比、双氧水/丙酮物质的量比、溶剂/丙酮物质的量比、催化剂和助催化剂用量、温度以及停留时间对氨肟化的影响.结果表明,AFR出口压力500 kPa、反应温度100℃、n(氨水):n(双氧水):n(叔丁醇):n(丙酮)=3.0:1.1:6.0:1.0、双氧水质量分数70％、氨水质量分数25％、催化剂用量8 g(以58.08 g丙酮的质量为基准,下同)、助催化剂用量3 mg、停留时间72 s条件下,丙酮转化率为75.7％、丙酮肟选择性和收率分别为96.8％和73.5％.AFR具有持液量小、停留时间短、强传质传热等特点,强化了反应物料和催化体系之间的协同效应,提高了氨肟化反应速率.     

TS-1分子筛催化苯乙酮氨肟化反应

研究了钛硅分子筛(TS-1)催化苯乙酮氨肟化反应中溶剂、反应温度、助催化剂(氧化铝和乙酸铵)、氨水及H2O2用量对反应的影响. 结果表明,适宜的溶剂为乙醇,最佳反应温度为80℃,助催化剂乙酸铵在溶液中的浓度不低于0.43%(w)时能显著提高苯乙酮氨肟反应的转化率,而Al2O3的作用不明显. 为了获得较高的转化率,物料中NH3/苯乙酮以及H2O2/苯乙酮的摩尔比应分别控制在2.00和1.27以上.