催化溴化对溴甲苯制备4-溴苯甲醛

研究了在乙酸镧催化下，对溴甲苯和液溴在四氯化碳中光照溴化、六次甲基四胺处理制备4-溴苯甲醛的方法。即86g对溴甲苯、2．5g乙酸镧和500mL四氯化碳，在回流和光照下于5h内滴加130g的液溴和100mL四氯化碳的混合物；用113g六次甲基四胺处理溴化物，经水蒸气蒸馏，乙醇重结晶得到71．4g4一溴苯甲醛，熔点56～57℃，收率76．1％，纯度99．3％。     

来那度胺中间体的水相合成

传统的N-溴代丁二酰亚胺(NBS)α-溴代反应是用光引发偶氮二异丁腈(AIBN)产生自由基,在四氯化碳或者其它氯化有机溶剂中进行.在水介质中,采用加热到80～85℃、控制搅拌速度为20～30 r/min产生自由基引发α-溴代反应的方法合成来那度胺中间体:2-溴甲基-3-硝基苯甲酸甲酯.该反应条件下2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯转变为熔融态,在水中形成两相,目标产物产率可达80%,纯度为93%.不需要光照和有毒溶剂,2-溴甲基-3-硝基苯甲酸甲酯容易通过可变速度搅拌和耐酸设备进行工业化生产.     

2,2′,6,6′-四甲氧基-4,4′-二(二苯基氧膦)-3,3′-联吡啶的合成

以2,6 二氯吡啶为起始原料,首先合成了2,6 二甲氧基吡啶,而后经过-20～-40℃下吡啶环的溴化反应,合成了中间产物2,6 二甲氧基 3 溴吡啶,收率为74 8%;进而,在-78℃条件下利用Ph2PCl作为亲电试剂进行亲电取代反应制备了中间产物2,6 二甲氧基 3 溴 4 二苯基膦吡啶,收率为77 4%;最后,利用0℃下三价膦的氧化反应合成了2,6 二甲氧基 3 溴 4 二苯基氧膦吡啶及150℃下吡啶环的偶合反应,合成出了目标产物2,2′,6,6′ 四甲氧基 4,4′ 二(二苯基氧膦) 3,3′ 联吡啶,收率分别为95 3%和62 5%,整个合成过程的总收率为27 8%。在合成过程中采用氢谱、碳谱等核磁共振方法鉴定了一些重要中间产物和目标产物的分子结构。     

对溴苯酚合成工艺

采用正交试验考察了反应物浓度、反应温度、溴滴加时间对直接溴化制备对溴苯酚产率和苯酚转化率的影响。适宜的工艺条件为 :反应温度 0℃ ,加料时间 90min ,溴与苯酚的摩尔比 1.1,溴与溶剂的质量比为 0 .5 9,苯酚与溶剂的质量比为 1.0 4。在上述条件下 ,苯酚的转化率高达 99.4 % ,对溴苯酚产率为 96 % ,对邻比为 85。反应产物经分离、提纯等工艺 ,产品的纯度达到 98.5 %。     

3,3'',4,4''-联苯四甲酸二酐的合成

3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)是重要聚合物-聚酰亚胺的前体.以邻苯二甲酸酐为原料,经溴化、脱卤偶联和脱水三步反应合成了BPDA,总收率39.1%.采用单因素实验对合成反应的关键影响因素进行了考察,得到了实验室制备BPDA较适宜的反应条件.所得中间体及最终产物通过熔点测定、红外光谱等手段进行了表征.     

2-噻吩乙醇的合成及工艺改进

以噻吩为起始物料,氢溴酸经氧化剂氧化、溴化、格式反应制得格式试剂,格式试剂与环氧乙烷反应,水解得到2－噻吩乙醇,总收率可达72％以上。与溴素溴化相比该改进更适合工业化生产,环境更友好。     

5-溴-2-甲氧基苯酚的合成

5-溴-2-甲氧基苯酚是一种重要的农药、医药中间体,本文以邻甲氧基苯酚为原料,乙酰化、溴化、脱保护得到5-溴-2-甲氧基苯酚,总收率为64．3％,产物的结构通过1HNMR、13CNMR及元素分析进行验证。     

丙酮醛的合成研究

分别用丙酮和 1,2 丙二醇做原料合成了丙酮醛。n(丙酮 )∶n(溴 ) =1 0 0∶0 79,加入 3 0～4 0g氯酸钾做催化剂 ,水和冰醋酸做溶剂 ,水浴温度为 6 0～ 75℃ ,回流 4h ,制得产率为 6 3 5 %的溴丙酮。V(二甲亚砜 )∶V(溴丙酮 ) =11 9∶1 0 ,通入空气 ,在 6 5～ 70℃反应 5～ 8h ,制得产率为 5 9 6 %的丙酮醛。丙酮醛的总收率达 37 8%。n(重铬酸钾 )∶n(硫酸 )∶n(1,2 丙二醇 ) =1 0∶4 0∶(1 5～ 2 5 ) ,以水为溶剂 ,在 6 0～ 70℃间歇通入氮气 1 5h ,边加原料边蒸馏 ,制得产率为5 0 %的丙酮醛。后者为一步法 ,操作简便 ,产品纯度较高 ;产率比前法提高 12 %。     

溴硝醇的合成研究

以硝基甲烷和甲醛为原料 ,在碱性条件下经烷羟基化和溴化两步反应合成了溴硝醇。考察了反应温度、反应时间、溶剂中水与醇的体积比以及溶剂用量对产品收率的影响。最佳反应条件为 :V(水 )∶V(醇 ) =0 4∶1 0 ,V(溶剂 )∶V(反应原料 ) =2 1∶1 0 ,烷羟基化反应时间为 1 5h ,反应温度为 5℃ ;溴化反应时间为 0 5h ,反应温度为 10℃。产品收率可达到 78% ,质量分数为98%。产物经高效液相色谱、红外、质谱确证。     

碳包覆镍纳米复合材料在锂硫电池正极中的应用

锂硫电池有望成为下一代高能量密度储能设备。近年来,“电催化”的概念被引入锂硫电池领域中,一些过渡金属被证明可以催化含硫物质的电化学转化反应。本工作中,比表面积为146 m2/g的碳包覆镍纳米材料对于硫正极的电化学反应具有电催化作用。加入碳包覆镍材料后,Ni@C/G-S电池获得了比G-S电池更好的电化学性能。在此基础上,通过对碳包覆镍的碳壳表面进行化学改性,进一步提高了锂硫电池的可逆比容量和循环稳定性。此外,本文详细研究了碳壳不同元素掺杂对锂硫电池性能的影响。N-Ni@C-G/S电池在0.2 C、0.5 C和1.0 C倍率下实现了更高的比容量,分别为1229 mAh/g、927 mAh/g和830 mAh/g;而B-Ni@C-G/S电池具有最好的循环稳定性。