环己烷一步氧化法制己二酸的催化剂研究进展

概述了环己烷两步氧化法和一步氧化法制己二酸工艺,传统的两步氧化法存在工艺流程复杂,能耗高,环境污染严重等问题,环己烷一步氧化法采用了绿色多相催化剂代替低活性催化剂硝酸;介绍了国内外环己烷一步氧化法制己二酸的催化剂研究进展,其中重点介绍了锰/钴类、分子筛类、负载型纳米金类、仿生类等催化体系;经过对比发现负载型纳米金催化剂具有优异的催化活性和选择性,指出负载型纳米金催化剂具有巨大的应用潜力,纳米金材料和碳材料相结合一步法制己二酸工艺值得进一步研究。     

环己烷氧化物水洗液氧化制精己二酸的工艺研究

采用氧化-萃取-结晶-重结晶的方法,将环己烷氧化液酸洗水浓缩液进行氧化,再萃取出影响已二酸结晶的物质,结晶分离出粗己二酸,再对粗己二酸进行重结品,干燥得到精己二酸。结果表明:以氧化剂A和H_2O_2为氧化剂,氧化时间2h,氧化温度65℃,氧化液用萃取剂进行萃取,萃取后的水相在30℃结晶2h,再在35℃下重结晶,得到的己二酸纯度达到99.8%,收率约40%,熔点151.41℃。     

仿生催化氧气氧化环己烷合成已二酸反应条件的研究

以环己烷为原料,氧气为氧化剂,仿生催化剂邻氯铁卟啉为催化剂,一步合成己二酸.考察了反应温度、反应时间、氧气压力、催化剂用量等因素对反应的影响,发现上述因素均对己二酸收率有显著影响,且都有一个最佳的值.催化剂邻氯铁卟啉在该反应中有良好的催化活性,且活性转化数很高.优选的反应条件是反应温度为140℃,氧气压力为2 5 MPa,反应时间为8 h,催化剂用量为1.5 mg.在此条件下,己二酸的质量收率可达21.4%,活性转化数可达24 582.     

Studies on QSAR of metalloporphyrin catalysts in the oxidation of cyclohexane to adipic acid

The catalysis of chloridized metalloporphyrins in the oxidation of cyclohexane to adipic acid was systematically investigated. The turnover numbers (TON) data of 19 catalysts were obtained experimentally under optimal reaction conditions, and 2.4×10⁶ TON for T(o-Cl)PP-Mn^IIICl catalyst at 2.0×10⁻⁶ mol/L of dosage was reached under the conditions of dioxygen pressure of 2.5 MPa at 150°C for 4 h. This was the best result reported for this reaction up to now. The QSAR models for each concerned metalloporphyrin were established, where the catalytic activity was significantly correlated with the E _LUMO (the energy level of the lowest unoccupied molecule orbit) and L _M-N (the bond length between metal-nitrogen atoms). Using the QSAR models, four new metalloporphyrins with substituted nitro group were designed, and their catalytic activities were predicted. The experimental TON data of newly designed porphyrins were in good agreement with the predicted ones, and the square of their correlation coefficient was more than 0.958. The above results demonstrated that the proposed structure-activity relationship model could be applied to design some new metalloporphyrin catalysts, and to predict their catalytic activity in cyclohexane oxidation.     

分子氧一步法氧化环己烷合成己二酸技术进展

传统的环己烷两步法生产己二酸工艺过程复杂,反应条件苟刻,能量消耗较高,且产生大量有害的NOx气体,污染环境。而以分子氧为氧化剂、环己烷为原料一步法直接合成己二酸具有工艺流程短、氧化剂廉价易得、工艺绿色环保等优点,被誉为是最有希望实现己二酸绿色生产的技术之一。根据催化体系的不同从均相催化和多相催化两个维度概述分子氧一步法氧化环己烷合成己二酸的技术进展,内容涵盖可溶性金属催化法、有机小分子催化法、分子筛催化法以及负载金属催化法等,并对各合成方法的优缺点进行对比说明。     

碳纳米管负载纳米二氧化钌一步催化氧化环己烷

以不同载体负载的纳米二氧化钌作为催化剂，O₂为氧化剂，实现一步催化氧化环己烷制备己二酸，考察催化剂载体、引发剂、反应时间、温度和压力对环己烷转化率和己二酸选择性的影响。结果表明，碳纳米管负载纳米二氧化钌作为催化剂具有高的活性和选择性；在125 ℃、1.5 MPa和反应6 h的条件下，环己烷转化率达到40％，己二酸选择性达80％以上；催化剂可重复使用，具有较好的稳定性。     

负载型Pt-Fe/SiO_2催化剂催化环己烷一步氧化制己二酸

己二酸是合成尼龙-66和尼龙-46纤维的重要原料,并进一步用于生产许多重要的化工产品。工业上的己二酸多采用以硝酸为氧化剂的两步法合成,该工艺不仅工艺复杂,而且对设备有腐蚀作用,还会释放大量的温室气体N_2O。本文以负载型Pt/SiO_2、Fe/SiO_2和Pt-Fe/SiO_2为催化剂,采用过氧化氢和氧气为氧源,研究了环己烷一步氧化制己二酸的绿色合成路线。对催化剂进行ICP、BET比表面积、XRD、TEM等表征,结果表明,Pt-Fe/SiO_2催化剂中不存在与Pt或Fe对应的衍射峰。在最佳反应条件下,用高压釜进行了催化剂性能评价,结果表明,Pt-Fe/SiO_2催化活性略优于Pt/SiO_2和Fe/SiO_2。在环己烷转化率为28%的情况下,己二酸选择性达到33%。     

磷钨酸绿色催化氧化环己酮合成己二酸

以30%H2O2为氧源,NaHSO4.H2O、KHSO4为酸性配体,磷钨酸为催化剂催化氧化环己酮合成了己二酸。考察了催化剂用量、H2O2用量、酸性配体用量、反应时间以及催化剂重复使用性等因素对己二酸收率的影响。结果表明,磷钨酸在反应体系中有良好的催化活性,并且具有操作方便,条件温和等优点。适宜反应条件为n(环己酮)∶n(磷钨酸)=1∶0.002(摩尔比),硫酸氢钠0.1 g,30%H2O245 mL,回流反应6 h,己二酸收率66.7%;以KHSO4为酸性配体时,己二酸的收率可达71.2%。     

钨酸锌催化氧化环己烯合成己二酸

以钨酸锌/有机酸性添加剂为催化体系,在无有机溶剂、相转移剂的情况下,以质量分数30%过氧化氢为氧源,催化氧化环己烯合成己二酸,考察了有机酸性添加剂的种类和反应时间对反应的影响。结果表明,当钨酸锌:有机酸性添加剂:环己烯:过氧化氢摩尔比为1:1:40:176,钨酸锌用量为2.5 mmol时,钨酸锌/磺基水杨酸催化体系的催化效果最优,反应8 h时,己二酸产率达81.8%,纯度为99.6%。该催化剂重复使用5次后,己二酸产率仍可达到68%。     

固载磷钨酸催化氧化环己酮合成己二酸

以氧化铝固载的磷钨酸为催化剂,30%过氧化氢为氧化剂,催化氧化环己酮合成己二酸。考察反应条件对己二酸收率的影响,得到最佳工艺条件：n（过氧化氢）∶n（磷酸）∶n（环己酮）=4.4∶0.99∶1,n（磷钨酸）∶n（环己酮）=1∶290,75 ℃反应1 h,再于93 ℃反应7 h,加入磷酸助剂,己二酸收率达95.5%。采用镧改性氧化铝固载磷钨酸,固载强度高。     

钨酸催化氧化环己醇合成己二酸

以钨酸-酸性添加剂为催化体系,在无有机溶剂和相转移剂的情况下,催化30%过氧化氢氧化环己醇合成己二酸。结果表明,当钨酸用量为2．5mmol,钨酸：酸性添加剂：环己醇：过氧化氢为1：1：40：176(摩尔比)时,酸性添加剂中,以磺酸水杨酸氧化环己醇效果最佳,反应8h己二酸分离产率达87．8%、纯度为99．9%;而单独以钨酸为催化剂时,己二酸分离产率达65．6%、纯度为97．3%;以酚类-弱酸性化合物为添加剂时,己二酸分离产率均在80%以上。钨酸-磺酸水杨酸催化体系重复使用至第5次,己二酸分离产率仍可达81．5%。     

谷氨酸型杂多酸盐催化氧化环己烯合成己二酸

将L-谷氨酸和磷钨酸反应合成了谷氨酸型杂多酸盐([HGlu]PTA)催化剂,并催化氧化环己烯合成己二酸,探讨了催化剂的催化性能,考察了催化剂用量、反应时间对合成己二酸的影响。结果表明:[HGlu]PTA催化剂催化氧化环己烯合成己二酸具有良好的催化效果;在不加任何配体或相转移剂前提下,在环己烯100 mmol,30%双氧水44.5 mL,[HGlu]PTA 5 mmol,回流温度90℃,反应时间9 h条件下,己二酸分离产率可达94.76%;[HGlu]PTA催化剂重复使用4次后,己二酸的产率仍然可达到80%以上。     

钨酸/无机酸性配体催化氧化环己烯合成己二酸

以钨酸／无机酸性配体为催化体系,在无有机溶剂和相转移剂的情况下,催化过氧化氢(质量分数30％)氧化环己烯合成己二酸。结果表明,以钨酸／磷酸催化氧化环己烯的催化效果最优。当钨酸:无机酸性配体:环己烯:过氧化氢的摩尔比为1:1:40:176,反应8 h时,己二酸产率达88.2％且纯度高;而不使用无机酸性配体时,己二酸产率只有72.1％,产品纯度也较低。当使用磷酸、硼酸为无机酸性配体时,随反应时间的增加,己二酸产率均升高。当磷酸用量为2.5 mmol时,己二酸产率和纯度均较高。     

金属卟啉催化空气氧化环己烷反应的工艺优化

简单铁、钴、铜、锰四苯基卟啉用于催化空气氧化环己烷联产KA油（环己醇和环己酮）和己二酸的反应,利用正交实验方法考察了锰四苯基卟啉催化下环己烷氧化反应中反应温度、压力、空气流速、时间、催化剂用量对反应转化率和产物选择性的影响,并获得了优化的工艺条件。以醇酮酸（环己醇、环己酮和己二酸）总产率作为评价指数进行极差分析得到温度、空气流速、反应时间、压力、催化剂量的极差值分别为6.17、3.12、2.25、1.81、1.53,表明温度是影响环己烷氧化的关键因素。锰四苯基卟啉催化环己烷空气氧化反应的优化工艺条件为温度150 ℃、压力1.2 MPa、空气流速0.13 m3·h-1、催化剂用量7 mg、反应时间3.5 h。验证实验表明,在上述优化条件下,环己烷转化率达20.0 %,醇酮酸总选择性可达90.0 %,己二酸选择性达到21.0%。     

清洁氧化一步法合成己二酸

采用合成的复合季铵磷钨酸盐为催化剂,以50%双氧水为氧源催化环己烯合成了己二酸,反应结束催化剂能够与反应体系分离和回收套用。考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、双氧水与环己烯物质的量比等因素对反应的影响。实验结果表明,在反应温度90～95℃、反应时间8h、n（H2O2）∶n（环己烯）=4.4、n（催化剂）∶n（环己烯）=7∶1000的条件下,己二酸的平均收率达85%,该催化剂重复使用5次后,己二酸产率仍可达到83%。     

合成己二酸工艺研究进展

己二酸是一种极其重要的石油化工原料和有机合成中间体,近年来全球的消费量呈现出稳定的增长趋势。由于传统生产工艺存在环境污染等问题,其绿色合成方法备受研究者的关注。本文主要综述了近年来国内外采取不同的原料及催化体系清洁合成己二酸的最新研究进展,重点介绍了以环己烷、环己醇、环己烯及丁二烯等为原料,以分子氧、过氧化氢或臭氧为氧源,采用不同的催化体系合成己二酸的工艺路线,并分析了各种方法的优缺点。研究结果表明,在这些方法中,采用环己烷为原料,一步绿色催化合成己二酸的工艺路线具有很好的应用前景,是未来工业化的最佳方法和思路。     

磷钨钼杂多酸催化氧化环己醇清洁合成己二酸

以自制H3PW6Mo6O40·nH2O为催化剂,在无有机溶剂、相转移催化剂的情况下,用过氧化氢氧化环己醇合成己二酸。探讨了催化剂用量、过氧化氢用量、反应时间、反应温度对反应的影响。在优化条件下,即n(环己醇)∶n(磷钼钨杂多酸)∶n(过氧化氢)=100∶0.15∶500,在120℃反应8h,己二酸的分离收率达82%。     

钨酸铵催化氧化环己醇合成己二酸

以钨酸铵为催化剂,用过氧化氢氧化环己醇合成己二酸。探讨了催化剂用量、过氧化氧用量、反应温度和时间等条件对反应的影响。结果表明:在环已醇:过氧化氢:钨酸铵的摩尔比为100:550:1,反应温度90℃,反应时间6h的条件下,己二酸收率可达78.4%,纯度为99.8%。催化剂可重复使用3次,已二酸收率稳定。     

硝酸氧化醇酮生产己二酸反应机理和影响因素

硝酸氧化醇酮是极其快速的强放热氧化反应,是一种自由基链式反应,在生成最终产物己二酸之前,要经过一系列中间产物,其中,6-肟基-6-硝基己酸(硝脑酸,NA)和双酮是反应过程中生成的相对稳定和对己二酸收率影响较大的关键中间产物。为提高己二酸收率,应使反应向生成硝脑酸方向进行,促进双酮分解成己二酸,减少副反应。对硝酸氧化醇酮反应机理进行了分析,并通过工业化的试运转,得出反应温度,硝酸投料比和催化剂浓度是影响己二酸收率的关键因素。     

氨基磺酸/钨酸钠催化氧化环己酮合成己二酸

以环己酮和质量分数30%过氧化氢(H_2O_2)为反应物,钨酸钠为催化剂,采用氨基磺酸为酸性配体催化合成了己二酸。考察了催化剂用量、配体用量、H_2O_2与环己酮摩尔比、反应时间及催化剂重复使用性等因素对产物收率的影响。结果表明:适宜反应条件为环己酮:H_2O_2:钨酸钠:氨基磺酸摩尔比1.00:4.94:0.02:0.02,反应6h,己二酸收率达81.5%。采用对甲基苯磺酸为酸性配体,适宜反应条件下己二酸收率为71.2%,低于氨基磺酸为酸性配体的反应收率。