BrФnsted-Lewis双酸性离子液体催化合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯

合成了具有不同ZnCl2摩尔分数的BrФnsted-Lewis双酸性离子液体[HO3S-(CH2)4-mim]Cl-xZnCl2,采用Hammett指示剂与紫外联用法测定了其酸强度,考察了其在苯氨基甲酸甲酯(MPC)与甲醛(HCHO)缩合制备二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)反应中的催化性能,并考察了反应条件对MDC收率和MPC转化率的影响。结果表明,当x=0.7时该离子液体的催化活性最高。以[HO3S-(CH2)4-mim]Cl-0.7ZnCl2为催化剂兼溶剂,在反应温度70℃、反应时间60min、MPC与HCHO的摩尔比为10、离子液体与MPC的质量比为2的条件下,MDC收率最高可达99.1%。用水处理反应液并通过减压蒸馏回收的离子液体可以循环使用5次,其催化活性基本不变。     

二苯甲烷二异氰酸酯清洁合成过程研究 Ⅱ.二苯甲烷二氨基甲酸甲酯催化合成及其分解

针对苯氨基甲酸甲酯(MPC)和甲醛(HCHO)缩合合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC),然后分解制备二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的反应,考察了不同催化剂的催化性能及反应工艺条件的影响.在MPC缩合反应中,盐酸既作为催化剂又作为溶剂,且母液循环使用两次时,MDC的收率为78.4%;若以ZnCl2为催化剂、硝基苯为溶剂时,MDC的收率为87.4%;若以笔者开发的固载化ZnCl2/AC作为催化剂,其单位摩尔ZnCl2的MDC收率远高于液体ZnCl2催化剂.以混合溶剂溶解MDC后,进行液相分解得到MDI,锌及其有机盐对该反应有较高的催化活性,当以锌粉为催化剂时,MDI收率为87.3%.     

混合酸催化合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯

以混合酸为催化剂,水作溶剂,对苯氨基甲酸甲酯(MPC)和甲醛溶液或三聚甲醛缩合制备二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)的反应进行了考察,考察了混合酸浓度、反应时间、原料配比、催化剂用量等条件对反应的影响。以甲醛为甲基化试剂的最佳反应条件为:混合酸浓度30%、反应时间2h、n(MPC)/n(HCHO)=1/1、反应温度100℃,MDC收率为89 47%;以三聚甲醛(STO)为甲基化试剂时,最佳反应条件为:混合酸浓度30%、反应时间5h、反应温度105℃、n(MPC)/n(STO)=15/4,MDC产率为75 81%。     

硅钨酸催化合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯

以硅钨酸为催化剂、二乙二醇二甲醚为溶剂,对苯氨基甲酸甲酯(M PC)与甲醛缩合反应制备二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)进行了研究。考察了M PC与甲醛摩尔比、反应温度、反应时间和硅钨酸用量对M PC转化率和MDC收率的影响,得到最佳的反应条件:M PC与甲醛的摩尔比为8∶1,反应温度100℃,反应时间4.5h,硅钨酸与M PC的摩尔比为2.1∶100。在此优化条件下反应,MDC的收率为62.8%。对硅钨酸催化M PC与甲醛缩合反应的历程进行了讨论,硅钨酸既有催化反应物种形成活性中间体的活性质子,又有对活性中间体具有稳定化作用的硅钨酸阴离子,从而具有很高的催化活性。     

负载型硫酸催化合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯

制备了SiO2负载硫酸催化剂,并将其用于催化苯氨基甲酸甲酯(MPC)与甲醛进行缩合反应合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(4,4′-MDC)。以碳酸二甲酯(DMC)为溶剂,考察了反应时间、反应温度、原料配比、催化剂用量、溶剂用量等因素对该缩合反应的影响。得到的适宜反应条件为:催化剂的酸量与甲醛的摩尔比为1.3、MPC与甲醛的摩尔比为4、DMC与MPC的质量比为8、反应温度80℃、反应时间3h。在此条件下,4,4′-MDC的收率为56.0%,选择性为75.0%。在催化剂循环使用过程中,催化剂初次使用后,活性有所降低,但选择性提高;此后其催化活性和选择性稳定,循环使用4次基本保持不变。     

γ-Al_2O_3催化尿素法合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯反应研究

首次尝试以二苯甲烷二胺(MDA)、尿素和甲醇为原料直接合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC),分别考察了催化剂种类和反应条件对MDC合成反应的影响。结果表明:经400℃焙烧2h的γ-Al2O3对该反应具有较高的催化活性。适宜反应条件为:反应温度180℃,反应时间6h,反应初压1.2 MPa,n(MDA)∶n(尿素)∶n(甲醇)∶n(γ-Al2O3)=1∶3∶50∶0.1。在此条件下,MDA的转化率为81.7%,MDC的收率和选择性分别为26.3%和32.2%。采用液相色谱-质谱联用技术对MDC合成反应的反应路径进行了分析,认为促进中间产物4-氨基-4′-氨基甲酸甲酯二苯甲烷(MMC)向MDC转化是提高MDC选择性的关键。     

尿素法合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯反应热力学分析及实验研究

二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)是生产二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的重要中间体。针对尿素法合成MDC选择性低的问题,首先分别对氨基甲酸甲酯(MC)路径和4-氨基-4'-脲基二苯甲烷(AUM)路径进行了热力学分析,结果表明,AUM路径相对较容易进行。采用间歇排氨的操作方式,考察了反应条件对二苯甲烷二胺(MDA)、尿素和甲醇合成MDC反应的影响,确定出适宜的反应条件为:反应温度180℃,反应初压1.2 MPa,n(MDA):n(尿素)∶n(甲醇)∶n(γ-Al_2O_3)=1∶5∶50∶0.1。在此条件下,MDA转化率为94.2%,MDC收率和选择性分别为41.2%和43.7%,MDC和4-氨基-4′-氨基甲酸甲酯二苯甲烷(MMC)的联合选择性为81.6%,比封闭体系分别高出12.5%、14.9%、11.5%和4.6%。     

二苯脲和甲醇合成苯氨基甲酸甲酯

以二苯脲和甲醇为原料、CO2为保护气,在催化剂作用下合成了苯氨基甲酸甲酯(MPC),考察了催化剂、反应温度、反应时间、原料配比对MPC合成反应的影响,确定了适宜的反应条件。实验结果表明,CO2的加入改进了原有MPC反应工艺。在催化剂的作用下,CO2和副产物苯胺发生反应生成二苯脲,一方面减少生成物苯胺的含量,另一方面生成的二苯脲可作为原料进一步与甲醇反应,从而提高了二苯脲的转化率、MPC的选择性和收率;在以PbO/Al2O3为催化剂、反应温度180℃、反应时间3h、甲醇与二苯脲的质量比为10的反应条件下,二苯脲的转化率为95.68%,MPC选择性为88.16%,MPC的收率为84.35%。     

苯胺、碳酸二甲酯和甲醛直接合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯

以机械混合的Zn(OAc)_2和Hβ为催化剂,碳酸二甲酯(DMC)、苯胺和甲醛溶液为原料,采用"一步"法合成了二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)。实验结果表明,优化的反应条件是:n(DMC)/n(AN)/n(HCHO)=31/1/0.15、n(Zn(OAc)_2)/n(AN)=0.15、m(Hβ)/m(AN)=0.8,在120℃反应6h,苯胺转化率为79.8%,MDC收率为18.6%。Zn(OAc)_2+Hβ催化剂使用一次即失活,通过对失活催化剂表征发现其失活的原因是由于ZnO的生成所致。     

4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯的合成

用碳酸二甲酯(DMC)代替光气,以4,4′-二氨基二苯基甲烷(MDA)为原料,在无水醋酸锌催化剂的作用下,经胺解反应合成了4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC);测定了MDC的熔点;采用傅里叶变换红外光谱和氢核磁共振对产品结构进行了表征;考察了反应温度、DMC用量、反应压力、反应时间、催化剂用量对MDC收率的影响。实验结果表明,在MDA用量5g、DMC用量80mL、无水醋酸锌用量0.2g、反应温度140℃、反应压力0.2MPa、反应时间3h的条件下,MDC收率达到90%。该合成路线具有反应条件温和、产物分离容易、产品收率高等优点。     

四甲基胍与离子液体协同催化合成苯氨基甲酸甲酯

将一系列咪唑类离子液体分别与四甲基胍(TMG)进行预混合制得一系列催化剂,于相同条件下考察了催化剂在苯胺(AN)与碳酸二甲酯(DMC)合成苯氨基甲酸甲酯(MPC)反应中的催化性能。结果表明,[bmim]BF_4([bmim]为1-丁基-3-甲基咪唑)与 TMG 混合制得的催化剂的活性最好。同时考察了催化剂制备条件对催化性能的影响,结果表明,在 m([bmim]BF_4):m(TMG)=2、20℃、60 min 的条件下制得的催化剂的性能最佳。优化了该催化剂合成 MPC 的反应条件,优化合成条件为n(DMC):n(AN)=3、170℃、3 h、催化剂用量为反应物总质量的15%,在此条件下,MPC 收率为46.0%,选择性为59.8%。将TMG 和[bmim]BF_4分别回收后,再制成催化剂循环使用,循环使用5次后,MPC 收率没有明显降低。     

Lewis酸碱催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯

以反应釜为评价装置,考察了不同种类的Lewis酸和Lewis碱催化剂对氨基甲酸甲酯(MC)和甲醇反应合成碳酸二甲酯的催化活性。在Lewis酸系列催化剂中,ZnCl2具有最佳的催化活性,ZnCl2能与MC的酰胺基上的氮原子配位,从而高效地活化MC;在Lewis碱系列催化剂中,CaO具有最高的催化活性,能稳定甲醇中的甲氧基负离子,从而高效地活化甲醇。在相同条件下,ZnCl2的催化活性高于CaO。二者的混合物能同时活化两个反应底物而起到协同作用,达到最佳的催化效果。在反应温度为180℃、反应时间为10h、甲醇和MC的摩尔比为20∶1的条件下,当MC用量为7.5g时,以0.5gZnCl2和0.5gCaO的混合物为催化剂,MC的转化率为58.5%,碳酸二甲酯的收率可达42.0%。     

离子液体催化合成异丙苯的研究

以氯化正丁基吡啶-三氯化铝（bpc—AlCl3）离子液体为催化剂。考察了离子液体催化荆的酸度、反应温度、苯与丙烯的摩尔比、反应时问等因素对苯与丙烯烷基化反应的影响。结果表明：酸性离子液体具有较高的催化活性与选择性,并且离子液体的活性与其酸度密切相关,酸度越大,离子液体的催化活性越好。在50％、常压、苯与丙烯的摩尔比为10、AlCl3与bpc的摩尔比为2时,丙烯转化率为100％,异丙苯选择性为97．56％,并且离子液体可以循环使用。     

离子液体催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯

在温和的条件下,制备了一系列以溴代1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)为阳离子、不同金属氯化物为阴离子的离子液体,并考察了它们催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯(DMC)的性能;同时考察了反应时间、反应温度和催化剂用量对催化效果的影响,并探讨了可能的反应机理。实验结果表明,以[Bmim]Br-ZnCl2为催化剂,在反应温度170℃、反应时间8h、氨基甲酸甲酯7.5g、甲醇64g、催化剂用量2.0g的条件下,DMC的选择性和收率分别达到89.4%和24.4%。由于离子液体中阴阳离子间的极性和电子作用力比单纯的ZnCl2中阴阳离子的极性和电子作用力大很多,在催化过程中形成的中间体更稳定,所以与ZnCl2催化剂相比,[Bmim]Br-ZnCl2催化剂对于该反应具有更高的选择性。     

基于TMC路径尿素法合成甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯的热力学计算和路径考察

以2,4-二氨基甲苯(TDA)、尿素和甲醇(MeOH)为原料,合成了甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯(TDC)。在对以3-氨基-4-甲基苯氨基甲酸甲酯(TMC)为中间产物的反应路径进行热力学分析的基础上,考察了催化剂及反应条件对基于TMC合成TDC反应的影响,筛选出活性较高的碱式碳酸铜催化剂,确定了适宜的反应条件。结果表明,由TDA、尿素和甲醇经TMC合成TDC的反应在热力学上可行。在TDA与碱式碳酸铜、尿素和甲醇的摩尔比为1∶0.07∶5∶80,反应温度463.15K,反应压力3.0 MPa,反应时间6h条件下,TDA的转化率为97.3%,TDC的收率和选择性分别为48.0%和49.3%。     

苯胺与二氧化碳、甲醇反应一步合成苯氨基甲酸甲酯的研究

合成以CeO2-ZrO2为催化剂,利用温室气体CO2和价廉的甲醇为原料,4A分子筛为脱水剂研究了苯氨基甲酸甲酯(MPC)的合成。考察了n(Ce)∶n(Zr)对CeO2-ZrO2催化剂活性的影响,当n(Ce)∶n(Zr)=2∶1时,CeO2-ZrO2具有良好的催化活性。考察了反应条件对合成MPC的影响,当反应温度为160℃、反应时间为8h、n(苯胺)∶n(甲醇)=1∶100(苯胺0.46mL)、m(CeO2-ZrO2)∶m(苯胺)=0.43、CO2反应初始反应压力为4.0 MPa时,苯胺的转化率为7.8%,MPC的选择性为66.7%。     

离子液体催化的苯与丙烯烷基化反应

以氯化正丁基吡啶一三氯化铝（bpc-AlCl3）离子液体为催化剂，考察了离子液体催化剂的酸度、反应温度、反应压力、苯与丙烯摩尔比、反应时间等因素对苯与丙烯烷基化反应的影响。结果表明，酸性离子液体具有较高的催化活性与选择性，并且离子液体的活性与其酸度密切相关，酸度越大，离子液体的催化活性越好。在50℃、常压、反应时间1h、苯与丙烯摩尔比为10、AlCl3与bpc摩尔比为2．00时，丙烯转化率为100％，异丙苯选择性为97．56％；离子液体可以循环使用，重复使用4次后，丙烯转化率和异丙苯选择性均无明显变化。     

二苯甲烷二异氰酸酯清洁合成过程研究

在研究Ｚｎ（ＯＡｃ）２催化剂的基础上,探讨了不同载体上的Ｚｎ（ＯＡｃ）２的催化性能,开发出负载型的Ｚｎ（ＯＡｃ）２／ＡＣ（或α－Ａｌ２Ｏ３）催化剂,在该催化剂上用碳酸二甲酯与苯胺催化合成了苯氨基甲酸甲酯（ＭＰＣ）,考察了反应条件（进料比、反应温度）对反应性能的影响,确定了适宜的操作条件,ＭＰＣ的收率可达７８％,选择性为９８％。另外对ＭＰＣ与四偶合中合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯（ＭＤＣ）进行了研究,确     

离子液体合成长链烷基苯

以常压下合成的氯代1-丁基-3-甲基咪唑氯铝酸盐([BMIM]Cl-AlCl3)离子液体作催化剂,通过正交实验考察其对苯与正十二烯的烷基化反应性能,研究了温度、苯/烯摩尔比和离子液体量等反应条件对转化率和2-位异构体选择性的影响。与传统催化剂相比,降低了反应温度、苯/烯摩尔比和催化剂用量。离子液体在25℃、AlCl3/正十二烯摩尔比为0.07、苯/烯摩尔比等于8时就具有很高的催化活性。     

N,N''''-二苯基脲与甲醇合成苯氨基甲酸甲酯研究

研究了甲醇与N,N'-二苯基脲合成苯氨基甲酸甲酯的反应.结果表明催化剂的使用会增加副反应的选择性,在不使用催化剂条件下考察反应温度、时间、反应物配比对合成反应的影响,在最佳反应条件下N,N'-二苯基脲的转化率可达到98.52%,苯氨基甲酸甲酯的收率可达到98.14%.