Lewis酸性季膦盐离子液体催化甲基苯基二氯硅烷氯化反应的研究

以甲基苯基二氯硅烷为原料,氯气为氯化剂,Lewis酸性季膦盐离子液体[(C_6H_(13))3P(C_(14)H_(29))]Cl-n MCl_x(n=1、1.5和2,M=Al、Fe和Zn,x=2或3)为催化剂,液相氯化法制备甲基一氯代苯基二氯硅烷和甲基二氯代苯基二氯硅烷。考查了催化剂种类、催化剂用量、反应时间、反应温度等因素对反应的影响。实验结果表明,Lewis酸性季膦盐离子液体具有较高的催化活性。当使用[(C_6H_(13))3P(C_(14)H_(29))]Cl-1.5AlCl_3为催化剂,用量占甲基苯基二氯硅烷的5wt%,在70℃下反应8h,甲基苯基二氯硅烷的转化率可达到98.5%,甲基一氯代苯基二氯硅烷的收率为62.0%;相同反应条件下,当以[(C_6H_(13))3P(C_(14)H_(29))]Cl-2AlCl_3为催化剂,原料完全转化,甲基二氯代苯基二氯硅烷的收率可以达到23.0%。[(C_6H_(13))3P(C_(14)H_(29))]Cl-1.5AlCl_3催化剂具有良好的循环使用性能。     

含两个质子酸位的离子液体与钨酸钠催化环己烯合成己二酸

研究了含两个质子酸的离子液体与钨酸钠催化环己烯合成己二酸的反应,考察不同离子液体、离子液体用量、反应温度和反应时间等对环己烯选择性氧化反应的影响。结果表明,以离子液体1-甲基-3-丙酸咪唑对甲苯磺酸盐{［C₁imCH₂CH₂COOH］TSO}和钨酸钠为催化剂,在80 ℃、离子液体用量7.5 mmol和钨酸钠用量2.5 mmol时,反应10 h,环己烯转化率100%,己二酸选择性达96.8%。催化剂循环使用4次,催化活性基本不变。     

用于催化合成环己基苯的离子液体再生研究

利用氯铝酸离子液体催化环己烯和苯进行烷基化反应合成环己基苯,活性好,但反应过程中离子液体中的AlCl_3容易发生水解,造成催化剂失活。通过添加AlCl_3和分子筛进行再生处理,可使离子液体催化剂恢复催化活性。再生后催化剂重复使用3次,环己基苯收率均大于70%,并可多次循环再生。     

离子液体催化异丁烷烷基化工艺条件

采用统计分析和回归正交实验方法,分析H2SO4,HF和离子液体烷基化工艺条件对异丁烷与丁烯的烷基化反应生成三甲基戊烷选择性的影响,并考察了离子液体烷基化循环使用性能.结果表明,由于离子液体呈Lewis酸性,在催化异丁烷和1-丁烯烷基化反应时,三甲基戊烷选择性很低.以离子液体为催化剂,在反应温度大于15℃,搅拌速率大于1 500 r/min,异丁烷与2-丁烯物质的量之比大于10,催化剂与反应物体积分别为50和150 mL的条件下进行烷基化反应,离子液体循环使用20次以上,三甲基戊烷选择性仍大于80%.通过中试烷基化实验验证反应温度、搅拌速率、烷烯比与三甲基戊烷选择性之间的多元线性回归方程,发现三甲基戊烷选择性的计算值与实验值吻合较好.表明所得的方程具有较好的预测能力.     

离子液体催化苯与环己烯的烷基化合成环己基苯

为了提高苯和环己烯烷基化反应的收率,先考察了不同离子液体对反应的影响,确定以盐酸三乙胺与ZnC l2形成的离子液体为催化剂活性最高,然后考察了它的用量、苯和环己烯的摩尔比、反应时间、原料中的水含量等因素对苯与环己烯烷基化反应的影响。实验结果表明,离子液体的催化活性与其酸强度密切相关,只有在酸性条件下离子液体对苯与环己烯的烷基化反应才有催化活性。在催化剂用量x(离子液体)=4%,n(苯)/n(环己烯)=15、反应温度为80℃及常压反应条件下,环己烯的转化率达100%,环己基苯的选择性可达到89.63%。离子液体催化剂可重复使用,活性基本没有降低。     

基于吡啶类离子液/对甲苯磺酸双组份催化合成环己基苯

采用对甲苯磺酸和吡啶盐类离子液体形成的双组分催化剂催化苯和环己烯合成环己基苯,该工艺具有反应条件温和、易操作、无污染和收率高的特点。主要考察了离子液体种类、反应时间、反应温度、催化剂用量、反应物配比及催化剂的循环使用次数等因素对反应收率的影响。通过单因素优选法确定了最佳反应工艺:离子液体为N-甲基吡啶硫酸甲基盐、反应时间40 min、反应温度为60℃、双组份催化剂(对甲苯磺酸/(N-甲基吡啶硫酸甲基盐(w/w)=1:1)用量为反应底物的7.4%(wt)、苯和环己烯的质量比为12.5:1、催化剂循环5次以上仍然具有很高的活性。在最佳反应工艺条件下,环己基苯的收率为99.5%,气相分析纯度为99.9%。     

1-戊基-3-甲基咪唑类离子液体的合成

以1-氯戊烷和N-甲基咪唑为原料合成了室温离子液体1-戊基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(PMIMBF4)和六氟磷酸盐(PMIMPF6),通过考察各种影响因素对中间产物氯代咪唑盐(PMIMCl)的影响得出合成1-戊基3-甲基咪唑离子液体的最佳条件为:原料N-甲基咪唑与1-氯戊烷的投料比为1.2∶1,反应温度为70-75℃,反应时间为24 h。最终产物的收率为92%-94%。产物结构用FT-IR和1HNMR光谱进行表征。     

[Bmim]Cl中CrCl_3-AlCl_3催化纤维素降解制取5-羟甲基糠醛

5-羟甲基糠醛是一种具有很高利用价值的化学平台化合物。以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)为溶剂,以CrCl_3和AlCl_3为复合催化剂,在油浴加热条件下催化纤维素降解制取5-羟甲基糠醛,研究了催化剂种类、催化剂量、温度、纤维素浓度、气氛、纤维素聚合度、反应规模等不同因素对纤维素降解制取5-羟甲基糠醛的影响。结果表明,[Bmim]Cl用量为10 g,棉花添加量为0.5 g,x(CrCl_3)=25%(mol),x(AlCl_3)=2.5%(mol),反应温度为120℃,反应气氛为N2(dry)气氛,反应时间为4 h时,HMF产率最高,达到59%。此外,反应过程中水的作用机理也被给予了相应解释。     

可用于生物催化合成的离子液体的制备

以N-甲基咪唑、2-溴戊烷为原料,合成了中间体溴化1-仲戊基-3-甲基咪唑([2pentMIM]Br),与NaBF4反应制备了离子液体1-仲戊基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([2pentMIM]BF4)。探讨了反应时间、反应温度、料液比、溶剂等对中间体及离子液体产率的影响。结果表明,最佳制备工艺条件为:反应物料液比n(2-溴戊烷)∶n(N-甲基咪唑)=1.4∶1,反应温度80℃,反应时间20 h,转化率为92.02%,中间体使用丙酮为溶剂,等摩尔NaBF4室温下反应1.5 h,离子液体的产率为94.49%。验证了离子液体的酶生物催化合成LAP的活性。     

酸性离子液体催化合成三羟甲基丙烷三辛酸酯

以三羟甲基丙烷和正辛酸为原料,酸性离子液体为催化剂,制备了三羟甲基丙烷三辛酸酯。考察了反应物料投料比、反应时间、催化剂用量等因素对反应的影响。得到最佳反应条件:酸醇摩尔比4.2∶1,催化剂用量为三羟甲基丙烷和脂肪酸总质量的9%,反应温度为140℃,加热回流2 h,在该条件下,三酯收率98%,产品色泽浅。反应结束后离子液体与产物可分相。反应物与催化剂易分离,离子液体重复使用5次,催化活性没有明显下降。目标产物用红外光谱、液相色谱质谱联用仪、高效液相色谱、核磁共振波谱进行了表征和分析。     

离子液体催化甲苯羰基化合成对甲基苯甲醛的工艺探索

考察了7种不同离子液体对甲苯羰基化反应合成对甲基苯甲醛的催化性能,发现卤化1甲-基-3丁-基咪唑氯铝酸盐类离子液体的催化效果最好。考察了溴化1-甲基-3丁-基咪唑氯铝酸盐类离子液体中氯化铝的含量、反应温度、反应时间对甲苯羰基化反应合成对甲基苯甲醛的影响。结果发现,当反应温度为50℃,反应时间为6 h,离子液体中氯化铝的摩尔含量为0.67,催化剂与甲苯的质量比为2∶1时,目标产物对甲基苯甲醛的收率为26.8%,此离子液体重复利用3次后,仍具有较好的催化活性。     

氯铝酸盐离子液体催化焦化碳九聚合制备苯并呋喃-茚树脂

考察了[Et3NH]Cl-2AlCl3离子液体催化焦化碳九馏分中苯并呋喃与茚的聚合反应,采用乙腈及吡啶为探针分子的红外光谱手段,研究了焦化碳九馏分中的杂质对催化活性的影响和催化反应的活性本质及反应机理,并考察了聚合反应初始温度及催化剂加入量. 结果表明,焦化碳九馏分中少量的酚类及碱性氮化物杂质是催化苯并呋喃与茚聚合反应的毒物,需对该馏分进行脱酚脱碱氮精制处理;该离子液体催化剂中的Br?nsted酸对反应具有较高的催化活性,具有反应速率快、聚合活性组分转化率高、树脂品质好的特点,在离子液体加入量1%(w)、常压、聚合起始温度45℃条件下聚合反应可在10 s内完成,苯并呋喃与茚转化率可达100%,得到软化点大于130℃、色号为2的浅黄色透明的高品质苯并呋喃-茚树脂.     

氯铝酸盐离子液体催化苯与2-氯丙烷烷基化制异丙苯

以2-氯丙烷为烷基化剂,在[Et3NH]Cl-2AlCl3离子液体作用下催化合成异丙苯. 考察了苯/2-氯丙烷摩尔比、离子液体加入量和反应温度对烷基化反应的影响,同时考察了离子液体的重复使用性. 结果表明,苯/2-氯丙烷摩尔比3.3、离子液体加入量为苯质量的10%、反应温度55℃的条件下,苯转化率为29.38%,异丙苯选择性为90.60%,离子液体循环使用5次,苯转化率和异丙苯选择性未明显下降. 该反应遵循Lewis酸催化机理.     

Lewis酸离子液体催化的苯和氯乙烷烷基化反应

以Lewis酸离子液体为催化剂,考察了Lewis阴离子催化剂、加料方式、AlCl3/[Et3NH]Cl摩尔比、反应温度、苯/氯乙烷摩尔比、催化剂用量等因素对苯和氯乙烷烷基化反应的影响及离子液体的重复可用性. 结果表明,在AlCl3/[Et3NH]Cl摩尔比为2的离子液体的催化作用下,苯和氯乙烷的烷基化反应在温度为70℃、苯/氯乙烷摩尔比为10:1、催化剂用量为苯和氯乙烷总质量10%的条件下,苯转化率为9.48%,乙苯选择性为93.65%;离子液体可循环使用10次,苯的转化率和乙苯的选择性均无明显变化.     

Modeling the catalytic process of cyclohexane isomerization to methylcyclopentane

The kinetics of the isomerization of cyclohexane to methylcyclopentane on Pd-mordenite catalyst in a flow reactor has been studied. In the experiments, parameters such as the volumetric flow rate of the feedstock, the component composition of the feed gas (cyclohexane, methylcyclopentane, hydrogen), and the temperature and pressure in the reactor have been varied. The concentrations of hydrogen, cyclohexane, and methylcyclopentane in the feed gas have been determined. A stepwise reaction mechanism of cyclohexane isomerization has been suggested. A kinetic model that contains the direct constant of the limiting stage rate and the combination of equilibrium constants of the fast stages in a set for estimating the constants has been built. An additional precision (improving) experiment has shown that the model constants are estimated with a high accuracy. A predictive ability of the model under experimental conditions has been proved to be high.     

离子液体催化合成2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸

研究了离子液体催化合成2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸。并对离子液体中[Bmim]Cl与三氯化铝的摩尔比、原料配比、反应温度和反应时间等工艺条件进行了考察。较优工艺条件为:n(AlCl3)∶n([Bmim]Cl)=1∶3,n(离子液体)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(乙苯)=1∶1∶1,反应温度为50℃,反应时间为4h,在此条件下,[Bmim]Cl-AlCl3催化邻苯二甲酸酐的转化率可达100%,目标产物2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸的选择性达97.14%,可避免使用有机溶剂。     

氯铝酸盐离子液体催化苯与十二烯烷基化反应

针对酸性氯铝酸盐室温离子液体[BMIM][AlCl4]催化苯与1-十二烯烷基化合成十二烷基苯反应体系的物理化学特性,设计了一套可以分别进行间歇和连续操作的连续流动搅拌反应装置。间歇操作的反应结果表明．[BMIM][AlCl4]催化剂体系的总体结果优于传统催化剂无水AlCl3和氢氟酸,催化剂的用量和反应温度可以大大降低,2-苯基异构体的选择性较高。在连续操作条件下,一定的流量范围内实现了离子液体催化剂和反应料液的原位分离,催化剂被有效地局限在反应区域,并因在运转过程中始终未暴露从而得到了比间歇操作更加稳定和高效的反应结果。     

负载AlCl_3催化剂合成挂式-三环[5.2.1.0~(2,6)]癸烷

采用液固反应法合成了负载AlCl3催化剂,用于催化桥式四氢双环戊二烯异构化合成挂式四氢双环戊二烯的反应。通过考察载体、负载量对催化剂活性的影响,选定SiO2作载体、负载量为60%的催化剂用于该反应;研究了负载催化剂用量、溶剂种类及反应时间对异构化反应的影响,得到了最佳反应条件:以挂式四氢双环戊二烯作溶剂,催化剂质量分数14%,反应时间2 h。在此条件下桥式四氢双环戊二烯的转化率为99%,挂式四氢双环戊二烯的选择性为97.9%。该过程反应后处理简单,环境友好。     

［Emim］HSO4-AlCl3催化1-丁烯齐聚

制备Brnsted-Lewis双酸性离子液体催化剂［Emim］HSO4-AlCl3,并用于催化1-丁烯齐聚反应,考察催化剂用量、反应压力、反应温度和反应时间对1-丁烯齐聚产物选择性的影响。结果表明,强酸性离子液体催化1-丁烯齐聚反应得到的产物主要为四聚体。在n(AlCl₃)∶n(［Emim］HSO₄)=1∶1、催化剂用量2.5 g、反应温度30 ℃、反应压力0.08 MPa和反应时间1.0 h条件下进行齐聚反应,产物选择性和反应体系的稳定性较理想。     

[Bmim]Cl-xAlCl_3催化合成十二烷基苯

采用AlCl3和[Bmim]Cl不同摩尔比的[Bmim]C1-xA1C13离子液体为催化剂,研究了不同条件下1-十二烯与苯的烷基化反应。实验结果表明,以A1Cl3和[Bmim]Cl的摩尔比为2.0([Bmim]Cl-2A1C13)的离子液体为催化剂,在反应温度25℃、反应时间30 min,苯、烯及离子液体的摩尔比为5︰1︰0.03的条件下,正十二烯的转化率可达98.32%,2-LAB的选择性可达36.76%。离子液体和产物可形成易于分离的双液相,简化了催化剂与产物的分离操作。