2,2′,3,3′-联苯四酸二酐的合成与表征

研究了以3-氯-邻苯二甲酸酐为原料,经甲胺化、偶联、水解和脱水反应制备2,2,′3,3′-联苯四酸二酐(i-BPDA)的工艺过程,偶联反应以三苯基膦(PPh3)为配位体的镍络合物为催化剂、锌粉为还原剂、碘化钠为促进剂。采用红外光谱、氢核磁共振对i-BPDA及反应中间产物的结构进行了表征,并用高效液相色谱测定了i-BPDA的纯度。实验结果表明,中间产物N-甲基-3-氯-邻苯酰亚胺(C8H6NO2C l)偶联反应的收率受催化剂的种类、催化剂配比、反应时间和反应温度的影响,其中当催化剂中的镍化合物为无水N iC l2时,催化剂的活性最高;最佳偶联条件为:n(C8H6NO2C l)∶n(N iC l2)∶n(PPh3)∶n(Zn)=1∶1∶4∶1.1,反应时间5h,反应温度110℃。在此条件下,偶联产物的收率为69.0%。i-BPDA的平均纯度大于98%。     

高硅ZSM-5分子筛上择形催化合成4,4'-二甲基联苯

以高硅(n(SiO2)/n(Al2O3)=373)HZSM-5分子筛为母体,采用浸渍法制备了一系列NH4F/Pt复合改性催化剂(w2)Pt-(w1)F-ZSM-5,以4-甲基联苯(4-MBP)与甲醇的烷基化为探针反应,考察了NH4F用量、Pt用量、NH4F改性后盐酸洗涤以及向反应体系添加水蒸气对反应的影响。结果表明,经复合改性后,0.75Pt-HCl-5F-ZSM-5催化剂用于4-MBP甲基化反应,其稳定性及二甲基联苯(DMBPs)的收率得到明显提高,反应2h DMBPs收率为9.6%,反应20 h后,4-MBP转化率为9.1%,4,4'-DMBP选择性可达76.1%。而未改性HZSM-5催化剂上,反应2h DMBPs收率为4.2%。向反应体系添加水蒸气可进一步提高(w2)Pt-(w1)F-ZSM-5催化剂的稳定性和4,4'-DMBP选择性,反应30 h 4,4'-DMBP选择性仍高达90%。     

荧光增白剂4,4′-双(2-苯乙烯磺酸钠)联苯的合成新工艺

以联苯二氯苄(BCMB)、亚磷酸三乙酯(TEP)、邻苯磺酸钠苯甲醛(BDSS)为原料,经两步反应合成了4,4'-双(2-苯乙烯磺酸钠)联苯(CBS-120)。分别对两步反应的合成影响因素进行了考察。4,4'-二乙氧基磷酰甲基联苯(BDPMD)最佳合成工艺为:反应温度160℃,n(TEP):n(BCMB)=2.5～2.8;CBS-120最佳合成工艺为:30%甲醇钠溶液做催化剂,反应温度30～50℃,m(丙酮):m(二甲基亚砜)=1.2～1.5,n(BDSS):n(BDPMD)=2.4。反应总收率达70%,产物经荧光分光光度分析,达到市售 CBS-120标样质量水平,该工艺较为简单,易于操作。     

新工艺法合成2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯酚)

实验以2,4-二叔丁基苯酚、多聚甲醛为反应原料,36%盐酸为催化剂,在含有双十二烷基二苯醚双磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠的水乳液中进行酚醛缩合反应,制备了2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯酚)(2246-A)。考察了合成2246-A的适宜工艺条件。在n(2,4-酚)∶n(多聚甲醛)=2∶(1.0～1.20);m(2,4-酚)∶m(乳化剂)=1∶(0.006～0.01);m(2,4-酚)∶m(催化剂)=(4.3～10)∶1的条件下,反应温度85～88℃,反应时间5.5～6.0 h,得到2246-A的摩尔收率95.7%。     

Na-SG(Ⅰ)酯还原法合成2-(4-羟基苯)乙醇的研究

以4-羟基苯乙酸为原料,经阳离子交换树脂催化酯化反应和金属Na负载型硅胶Na-SG(Ⅰ)酯还原反应合成2-(4-羟基苯)乙醇,考察了工艺条件对各产物收率的影响。结果表明,较佳的酯化反应条件为:无水乙醇过量,催化剂用量占4-羟基苯乙酸用量的20%,回流反应2h,收率为95.8%;较佳的酯还原反应条件为:n(乙醇)∶n(钠)∶n(4-羟基苯乙酸乙酯)=8.0∶6.5∶1.0,溶剂无水四氢呋喃(THF)适量,0℃投料,室温反应30min,收率为98.6%。过程总收率为94.5%。分别用IR、HPLC和1 H NMR等对产物进行表征。     

4-甲基联苯与甲醇择形甲基化合成4,4'-二甲基联苯 Ⅱ .沸石类型、n(SIO_2 )/n(AL_2 O_3 )及磷改性的影响

以4 甲基联苯(4 MBP)与甲醇的烷基化反应为探针,在固定床反应器上考察了不同类型的沸石及不同n(SiO2)/n(Al2O3)的HZSM 5的催化性能。以氢型ZSM 5(n(SiO2)/n(Al2O3)=80)为母体,分别用磷酸氢二铵(AHP)和三苯基膦(TPP)为改性剂,采用浸渍法制备了一系列不同磷担载量的HZSM 5,用XRD、TPD和氮气低温物理吸附等手段对其进行了表征,考察磷担载量对甲基化性能的影响。结果表明,Hβ、HM、Y等具有十二元孔的沸石作为催化剂时,产物中几乎包括了所有的异构体,目的产物4,4' 二甲基联苯(4,4' DMBP)的选择性很低。而以HZSM 5为催化剂,4,4' DMBP有一定的选择性;随着n(SiO2)/n(Al2O3)的增加,4 MBP转化率降低,4,4' DMBP选择性增加。磷改性可以显著提高4,4' DMBP的选择性。     

4-甲基联苯与甲醇择形甲基化合成4，4＇-二甲基联苯Ⅱ．沸石类型、n（SiO2）／n（Al2O3）及磷改性的影响

以4-甲基联苯(4-MBP)与甲醇的烷基化反应为探针，在固定床反应器上考察了不同类型的沸石及不同n(SiO2)／n(Al2O3)的HZSM-5的催化性能。以氢型ZSM-5(n(SiO2)／n(Al2O3)-80)为母体，分别用磷酸氢二铵(AHP)和三苯基膦(TPP)为改性剂，采用浸渍法制备了一系列不同磷担载量的HZSM-5，用XRD、TPD和氮气低温物理吸附等手段对其进行了表征，考察磷担载量对甲基化性能的影响。结果表明，Hβ、HM、Y等具有十二元孔的沸石作为催化剂时，产物中几乎包括了所有的异构体，目的产物4，4‘-二甲基联苯(4，4‘-DMBP)的选择性很低。而以HZSM-5为催化剂，4，4‘-DMBP有一定的选择性；随着n(SiO2)／n(Al2O3)的增加，4-MBP转化率降低，4，4‘-DMBP选择性增加。磷改性可以显著提高4，4‘-DMBP的选择性。     

H-MCM-68分子筛的合成及其对联苯异丙基化反应的催化性能

 水热法合成了H-MCM-68分子筛并对其进行脱铝处理。采用XRD、SEM、NH3-TPD等对脱铝前后的H-MCM-68进行了表征。以联苯和丙烯为原料,考察H-MCM-68和脱铝H-MCM-68催化剂对联苯的异丙基化反应合成线性4,4'-二异丙基联苯的催化活性。结果表明,脱铝H-MCM-68(n(Si)/n(Al)=120)催化剂对联苯的异丙基化反应表现出高的催化活性和高的4,4'-二异丙基联苯选择性。在573 K、0.8 MPa、反应时间4 h的条件下,联苯的转化率达到81.2%,4,4'-二异丙基联苯选择性达到70.5%。     

2,2'''',3,3''''-联苯四酸二酐的合成与表征

研究了以3-氯-邻苯二甲酸酐为原料,经甲胺化、偶联、水解和脱水反应制备2,2',3,3'-联苯四酸二酐(I-BPDA)的工艺过程,偶联反应以三苯基膦(PPh3)为配位体的镍络合物为催化剂、锌粉为还原剂、碘化钠为促进剂.采用红外光谱、氢核磁共振对I-BPDA及反应中间产物的结构进行了表征,并用高效液相色谱测定了I-BPDA的纯度.实验结果表明,中间产物N-甲基-3-氯-邻苯酰亚胺(C8H6NO2Cl)偶联反应的收率受催化剂的种类、催化剂配比、反应时间和反应温度的影响,其中当催化剂中的镍化合物为无水NiCl2时,催化剂的活性最高;最佳偶联条件为n(C8H6NO2Cl)n(NiCl2)n(PPh3)n(Zn)=1141.1,反应时间5 h,反应温度110 ℃.在此条件下,偶联产物的收率为69.0%.I-BPDA的平均纯度大于98%.     

抗氧剂双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚的合成研究

以2,6-二叔丁基苯酚、多聚甲醛、硫化氢为原料,碱为催化剂,在有机溶剂中进行硫代缩合反应,合成了抗氧剂双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚(简称甲叉-4426-S)。适宜工艺条件为:n(2,6-酚):n(多聚甲醛)=1:2.0,n(2,6-酚):n(硫化氢):n(碱催化剂)=1:0.9:0.95,反应温度50～55℃,反应时间45～50 min;产物收率达93%～96%。反应母液循环使用10次,产物收率在92%～96%,熔点142.4～144.1℃,液相色谱纯度大于98.5%,经IR、~1H RMR、~(13)C NMR、LC-MS对产物进行了确证。该合成工艺解决了传统生产过程中的废水污染问题。     

壬基酚聚氧乙烯醚双子表面活性剂的合成

以壬基酚、多聚甲醛和环氧乙烷为原料,经3步反应合成了壬基酚聚氧乙烯醚双子表面活性剂(GNP-10),对比了不同固体超强酸催化剂对第二步反应的催化性能。考察了反应条件对2-羟甲基-4-壬基苯酚(化合物Ⅰ)和二-(2-羟基-5-壬基苯基)-甲烷(化合物Ⅱ)的转化率和收率的影响,并对化合物Ⅰ、化合物Ⅱ及 GNP-10的结构进行了表征。实验结果表明,合成GNP-10的适宜条件为:第一步,以氢氧化钠为催化剂、n(壬基酚):n(多聚甲醛)=1:1、反应温度40℃、反应时间12 h、pH 为9,此时壬基酚的转化率为63.1%,化合物Ⅰ的收率为40.2%;第二步,以 SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸为催化剂、n(化合物Ⅰ):n(壬基酚)=1:1、反应温度110℃、反应时间6 h,此时化合物Ⅰ的转化率和化合物Ⅱ的收率分别为73.7%和69.8%;第三步,n(化合物Ⅱ):n(环氧乙烷)=1:20,120～150℃,氢氧化钠催化下反应2 h,GNP-10的收率为98.0%。3步反应的总收率为27.5%。     

N-甲基吗啉的合成研究

以亚磷酸二氢钠、多聚甲醛和吗啉为原料合成了 N-甲基吗啉 ,探讨了反应温度、原料配比、反应时间对收率的影响 ,得出了最佳反应条件 :反应温度为 1 1 5℃ ,反应时间为 2 0 min,原料配比为 n(C4 H9NO)∶ n(HCHO) n∶ n(Na H2 PO3) =1∶ 1 .2∶ 0 .5 6。产物收率可达 95 % ,纯度为 98%。     

铜锆复合金属氧化物催化还原对硝基苯甲醚

以氯化铜、氯化锌、氯化钙、氯化铝、氧氯化锆为原料,氢氧化钠为沉淀剂,采用顺加共沉淀法合成CuZn-Ca-Al-ZrO_2复合氧化物催化剂。考察了不同焙烧温度、不同金属配比对催化剂合成的影响,并用XRD、SEM、O2-TPD、NH3-TPD等测试手段对试样进行了表征,确定了催化剂较佳合成条件。实验结果表明:在焙烧温度为450℃,金属氧化物CuO、ZnO、CaO的总质量比为20%,其中n(Cu)∶n(Zn)∶n(Ca)=2∶1∶1,Al_2O_3质量分数为10%条件下制备的催化剂性能最佳,在催化还原工艺中于110℃、0.6 MPa下反应4h,对氨基苯甲醚收率大于98%,选择性还原大于99%。     

无溶剂合成含二茂铁基查尔酮

在无溶剂条件下,以乙酰基二茂铁、芳醛为原料,以NaOH/无水K2CO3为催化剂,室温研磨反应合成含二茂铁基查尔酮,产物的结构经IR,1H NMR及13C NMR得以确证。同时优化了反应条件,确定了最佳反应条件:n(乙酰基二茂铁)∶n(芳醛)为1∶1.2,催化剂NaOH/K2CO3用量10%mol,室温研磨5~10 min,二茂铁基查尔酮的产率达到89%以上。     

1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯的常压合成新工艺

以2,6-二叔丁基苯酚、多聚甲醛和均三甲苯为原料,经两步常压反应合成了1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3, 5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(即抗氧剂330)。通过正交设计,分别对两步合成反应的影响因素进行了考察,最优条件为:第一步,以甲醇为溶剂,n(2,6-二叔丁基苯酚):n(多聚甲醛)=1:1.6,反应时间为8 h,以二甲胺水(w=33%)溶液为催化剂,收率可达83.8%;第二步,以二氯甲烷为溶剂,n(均三甲苯):n(3,4-二叔丁基-4-羟基苄基甲基醚)=1:3.9,以H_2SO_4(w=80%)为催化剂,反应时间为1 h,收率可达90.4%。对产物进行了IR、元素分析、熔点及透光率测定,确定产物为目标产物。该工艺所得产物纯度高、成本低、三废少。     

4-甲基联苯与甲醇择形甲基化合成4,4′-二甲基联苯Ⅱ.沸石类型、n(SiO2)/n(Al2O3)及磷改性的影响

以4-甲基联苯(4-MBP)与甲醇的烷基化反应为探针,在固定床反应器上考察了不同类型的沸石及不同n(SiO2)/n(Al2O3)的HZSM-5的催化性能.以氢型ZSM-5(n(SiO2)/n(Al2O3)=80)为母体,分别用磷酸氢二铵(AHP)和三苯基膦(TPP)为改性剂,采用浸渍法制备了一系列不同磷担载量的HZSM-5,用XRD、TPD和氮气低温物理吸附等手段对其进行了表征,考察磷担载量对甲基化性能的影响.结果表明,Hβ、HM、Y等具有十二元孔的沸石作为催化剂时,产物中几乎包括了所有的异构体,目的产物4,4-二甲基联苯(4,4-DMBP)的选择性很低.而以HZSM-5为催化剂,4,4-DMBP有一定的选择性;随着n(SiO2)/n(Al2O3)的增加,4-MBP转化率降低,4,4-DMBP选择性增加.磷改性可以显著提高4,4'-DMBP的选择性.     

5-壬基水杨醛肟的合成

以4-壬基酚、多聚甲醛和盐酸羟胺为原料,经甲酰化和肟化2步反应合成了5-壬基水杨醛肟,其适宜的反应条件为:1)甲酰化反应,n(4-壬基酚):n(镁):n(多聚甲醛)=1:0.59:(3～4),保温时间以2 h为宜;2)肟化反应,n(4-壬基酚):n(盐酸羟胺)=1;1.15,以4-壬基酚计的产物收率为97.5%,液相色谱纯度为95.1%。产物结构经MS和~(13)C NMR分析确定。与文献方法相比,收率提高了7%以上。     

4-甲基联苯与甲醇择形甲基化合成4,4''''-二甲基联苯 Ⅰ.氧化镁改性的与水热处理的HZSM-5催化

以4 甲基联苯(4 MBP)与甲醇的烷基化为探针反应,在固定床反应器上考察了MgO改性与水热处理的HZSM 5的催化性能。结果表明,MgO改性和水热处理均可显著提高目的产物4,4' 二甲基联苯(4,4' DMBP)的选择性,在MgO改性的HZSM 5上,4,4' DMBP选择性可达80%;在水热处理的HZSM 5上,4,4' DMBP选择性为70%;而在未改性的HZSM 5上仅为13%。水热处理HZSM 5再经HCl处理后,能改善其活性稳定性,反应1000min后4 MBP转化率仍有8%,而4,4' DMBP选择性保持在65%。TPD数据表明,MgO改性和水热处理后,催化剂的酸性均有明显的下降;但氮气低温吸附数据表明,前者的微孔比表面积减小,而后者的中孔比表面积增加。4,4' DMBP与甲醇在催化剂上的反应结果表明,MgO改性抑制了4,4' DMBP的异构化、脱烷基化及进一步烷基化反应;而经水热处理后高的选择性是来源于4,4' DMBP的异构化与脱烷基化反应受到抑制。     

新戊二醇绿色催化合成新工艺

针对以甲醛水溶液合成新戊二醇的工艺过程中废水排放和副反应多的缺点,研究了在无水环境下由异丁醛(IBD)和多聚甲醛(PFA)经羟醛缩合、加氢制备新戊二醇(NPG)的新工艺。结果表明,最佳缩合条件为:反应温度75℃,n(IBD):n(PFA):n(三乙胺)=1:1.07:0.06,反应时间3.5 h下,IBD转化率大于98.2%,羟基戊醛(HPA)收率大于94.0%;HPA加氢反应采用铜基催化剂,在反应温度100℃,H_2压力4.0 MPa,n(H_2):n(醛)=38,液空速0.3～0.8 h~(-1)条件下,HPA转化率99.5%,NPG选择性99.3%。催化剂连续运转800 h,其保持活性不变,说明该催化剂具有较好的稳定性和较长的使用周期;生产过程无废水产生,副反应明显减少。     

胺基烷基磺酸内鎓盐催化甲苯氯甲基化反应

制备了7种胺基烷基磺酸内盐相转移催化剂,以多聚甲醛和盐酸为氯甲基化试剂,研究了该类催化剂催化甲苯氯甲基化反应的情况。考察了催化剂类型、催化剂用量、反应温度、反应时间及盐酸用量对甲苯氯甲基化反应的影响。实验结果表明,以1,3-丙磺酸吡啶内盐(PSPy)为相转移催化剂催化甲苯氯甲基化反应的活性最好;甲苯氯甲基化反应的优化条件为:反应温度80℃,反应时间10h、PSPy用量(占甲苯的摩尔分数)8%,n(盐酸)∶n(甲苯)=2;在此条件下,甲苯转化率可达85.7%,单氯甲基化产物(包括对甲基苄氯和邻甲基苄氯)的选择性为96.5%,且PSPy催化剂的重复使用性能较好。