几种[Ph_3PR]~+Ⅹ-型季鏻盐催化合成对氟硝基苯

通过亲核取代合成了9种[Ph_3PR]~+-型季鏻盐,并通过红外、核磁氢谱进行了表征。将合成的季鏻盐作为相转移催化剂用于卤素交换氟化合成对氟硝基苯的反应,结果表明,在9种季鏻盐中,[Ph_3PC_4H_9]~+Br-的催化性能最佳。考察了催化剂用量、时间、KF用量、温度、溶剂等因素对反应的影响,得到的最优工艺条件为m(季鏻盐)∶m(KF)=0.02,n(KF)∶n(对氯硝基苯)=2,温度190℃,时间3h,溶剂为二甲基亚砜;在此条件下原料转化率为95.63%,产物收率90.89%。     

环氧乙烷水溶液和CO_2合成碳酸乙烯酯

采用自行开发的NY-2催化剂,研究了环氧乙烷(EO)水溶液和CO2制备碳酸乙烯酯(EC)的反应性能。设计了正交实验以确定影响EO转化率和EC选择性的主要因素;探讨了溶剂EC用量、反应温度、反应压力、催化剂用量等因素对合成EC反应的影响。实验结果表明,n(H2O)∶n(EO)是影响EO转化率的最主要因素;温度和n(H2O)∶n(EO)是影响EC选择性的最主要因素;确定了采用NY-2催化剂、以EC为溶剂时,合成EC反应的最佳工艺条件:反应温度100～120℃,反应压力3.0～4.0MPa,催化剂质量分数2%,n(H2O)∶n(EO)=1∶2,n(EC)∶n(EO)=5。在此条件下,EO的转化率达到97%以上,EC的选择性达到93%左右。     

季鏻盐离子液体催化剂的制备及其催化合成乙酸正丁酯北大核心CSCD

制备了三丁基十四烷基硫酸氢鏻、三丁基十四烷基磷酸二氢鏻、三丁基十四烷基对甲苯磺酸鏻([Bu_3PC_(14)H_(29)]^+[PTSA]^-)和三丁基十四烷基三氟甲磺酸鏻([Bu_3PC_(14)H_(29)]^+[CF_3SO_3]^-)4种季鏻盐离子液体,并将其用于酯化合成乙酸正丁酯的催化剂,考察了季鏻盐离子液体催化剂的催化性能和重复使用效果。实验结果表明,[Bu_3PC_(14)H_(29)]^+[PTSA]^-和[Bu_3PC_(14)H_(29)]^+[CF_3SO_3]^-两种季鏻盐离子液体不仅催化活性高,且可多次重复使用,其中[Bu_3PC_(14)H_(29)]^+[PTSA]^-可重复使用100次以上。以[Bu_3PC_(14)H_(29)]^+[PTSA]^-为催化剂合成乙酸正丁酯的适宜反应条件为:正丁醇与醋酸的摩尔比1.05-1.10,催化剂用量为醇酸总质量的5%,反应时间3.0 h。     

一步酯交换法合成碳酸酯

以甲醇、CO_2、环氧乙烷(EO)为原料通过一步酯交换法合成碳酸酯,考察了多种酯化及醇解催化剂的活性。对于季铵盐、季鏻盐催化剂,阳离子基团活性高低顺序为:[Pr_4N]~+[Et_4N]~+[Me_4N]~+[PPh_3Me]~+[Bu_4N]~+;阴离子活性高低顺序为:Br~-I~-;其中,[Et_4N]~+基团的目标产物选择性最好。因此选择Et_4NBr作为一步酯交换反应的催化剂,确定了较佳的反应条件:温度150℃、压力4MPa、催化剂用量0.22mol/L、甲醇与EO的摩尔比4、反应时间4h。在此条件下,EO转化率达到97.22%,产物中碳酸二甲酯与碳酸乙烯酯的总选择性为86.54%。     

碱性离子液体催化碳酸乙烯酯甲醇酯交换合成碳酸二甲酯

使用离子交换法制备了不同阴离子的咪唑盐离子液体,并通过FT-IR手段对所合成样品进行了表征。以碳酸乙烯酯(EC)与甲醇(MeOH)酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)反应,比较了相同催化条件下不同阴离子咪唑盐的催化性能。结果表明:1-丁基-3-甲基咪唑氢氧化物([BmIm]OH)对EC与MeOH酯交换反应表现出优异的催化性能。在反应时间为4 h,温度为67℃,催化剂0.3 g,醇酯比为10:1的条件下,EC的转化率和DMC的选择性分别高达88.5%和90.3%。经重复使用5次后,催化剂仍能保持较好的催化活性。     

笼状季鏻盐有机硅酸酯的合成

以丙基三氯硅烷和四羟甲基硫酸鏻为原料合成了1-丙基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]-辛烷季鏻硫酸盐(简称笼状季鏻盐有机硅酸酯)。研究了反应条件对反应的影响,并利用FTIR,1H NMR,DTA等方法分析了产品的结构和性能。实验结果表明,适宜的反应条件为:丙基三氯硅烷与四羟甲基硫酸鏻的摩尔比为2,二乙二醇二甲醚为溶剂,反应温度130℃,反应时间9 h。该笼状季鏻盐有机硅酸酯的分解温度为265.5℃,具有良好的耐高温性能。将其应用于191不饱和树脂中时,具有优良的阻燃抗静电性能。     

离子液体用于催化CO_2环加成反应的研究进展

CO_2与环氧化合物环加成制备环状碳酸酯是一个具有原子经济性的绿色过程。概述了用于该反应的几种均相和非均相催化剂,如有机碱、季铵盐、季鏻盐和咪唑类离子液体等的最新研究进展,重点阐述了氢键供体(如羟基、氨基)与环氧化物成氢键作用对催化剂活性的影响,总结了几种可能的反应机理,为设计高效催化剂提供依据。对于非均相催化剂,利用功能化的载体负载活性组分来提高催化剂活性和稳定性,同时简化催化剂的回收过程。指出了用于催化合成环状碳酸酯的未来发展方向。     

三(2-羟乙基)异氰脲酸酯的合成研究

以三聚氰酸(CA)和环氧乙烷(EO)为基本原料合成了三(2-羟乙基)异氰脲酸酯,优化的合成条件为:n(CA)∶n(EO)=1∶3.1、DMF溶剂用量1 420 mL/mol、反应温度110～115℃、反应压力0.3 MPa、反应时间3 h、活性碳为催化剂(用量为CA质量的1.5%),在此条件下,收率在86%以上。产物结构经元素分析、IR和1HNMR进行了确证。     

N-单烷基苯胺的合成

实验以苯胺、三乙胺、正溴丙烷、季铵盐、季鏻盐等为原料,苯胺与卤代烃烷基化在季铵盐离子液体催化下高选择性合成N-单烷基苯胺。考察了离子液体种类及用量、反应温度、三乙胺用量、苯环上的取代基性质等因素对反应的影响。实验结果表明,以四丁基氯化铵(TBAC)为催化剂,n(苯胺):n(TBAC):n(三乙胺)=20:1:40,反应温度60℃,不同取代基的苯胺N-单烷基化反应转化率大于80%,选择性大于85%,离子液体可回收并重复使用。     

对硝基苯胺催化加氢合成对苯二胺的绿色工艺

建立了一种以对硝基苯胺和氢气为原料、水为溶剂、Raney Ni为催化剂,进行催化加氢反应合成对苯二胺的绿色工艺。研究了以水为溶剂的可行性,考察了反应压力、反应温度、搅拌转速、对硝基苯胺用量、催化剂用量等反应条件对加氢反应的影响,以及溶剂和催化剂的重复使用性能。实验结果表明,对硝基苯胺催化加氢合成对苯二胺的适宜反应条件为:水用量400 mL、对硝基苯胺用量175 g、Raney Ni催化剂用量5.0 g、搅拌转速1 000 r/min、反应温度50℃、反应压力3.0 MPa;在此条件下,对硝基苯胺的转化率为100.0%,对苯二胺的收率为98.9%,对苯二胺的纯度为100.0%(w);反应过程中溶剂和催化剂可重复使用。整个工艺过程安全环保,成本低,能耗低,收益高。     

溶剂对环氧乙烷催化水合制乙二醇的影响

研究了NY催化剂催化环氧乙烷水合制乙二醇(EG)过程中,溶剂、催化剂添加量和水与环氧乙烷的摩尔比(简称水比)对EG选择性的影响。实验结果表明,以丙三醇作为溶剂使催化剂进行循环,能提高EG的选择性,效果好于以生成的EG作为溶剂循环催化剂。催化剂添加量、水比和溶剂添加量对EG选择性具有较大影响,其中溶剂添加量对EG选择性的影响最显著。在低水比(1.0~4.0)条件下,EG质量分数小于30%、催化剂质量分数大于7.2%时,EG选择性稳定在95.63%~97.92%,平均值为96.80%,此结果对于进一步降低EG合成工艺的能耗具有指导意义。     

石油焦活性炭在乙二醇合成中的应用

研究了表面化学改性石油焦活性炭在环氧乙烷催化水合制备乙二醇反应中的应用,考察了催化剂表面化学改性条件和水合反应条件对催化活性和乙二醇选择性的影响。研究表明,表面化学改性石油焦活性炭是环氧乙烷水合制备乙二醇反应的有效催化剂,在初步的优化条件下,环氧乙烷的转化率、乙二醇的选择性均在95%以上。     

环氧乙烷氢甲酰化合成3-羟基丙醛的研究

以 Co_2(CO)_3为均相催化剂、环氧乙烷(EO)为原料合成了3-羟基丙醛(HPA),考察了溶剂、助催化剂、合成气比例和反应时间对 EO 氢甲酰化反应的影响。结果表明,甲基叔丁基醚和有机膦分别是性能优良的溶剂和助催化剂,可以有效提高 HPA 的选择性和反应速度(TOF)。以甲基叔丁基醚为溶剂,n(有机膦)/n(钴)=0.2:1.V(H_2)/V(CO)=2:1,t=80℃,p=10 MPa.反应时间45 min 时,EO 氢甲酰化反应的 TOF可达34 h~(-1),HPA 选择性可达83%。     

硅胶表面积碳催化作用的研究

研究了硅胶表面积碳经化学改性后在环氧乙烷水合制备乙二醇反应系统中的催化作用 ,探讨了硫酸处理时间、硫酸处理温度、反应温度、空速对环氧乙烷转化率和乙二醇选择性的影响。实验表明 ,硅胶表面积碳经化学改性后作为环氧乙烷水合制备乙二醇反应的催化剂 ,具有很好的催化活性     

EO/PO嵌段聚醚DC-218合成研究

以丙二醇为起始剂 ,在新型乙氧基化催化剂存在下合成出 EO/PO嵌段聚醚型表面活性剂。在催化剂研究的基础上 ,提出了 PCT 1及 PCT 2两种聚合催化剂 ,对催化剂浓度、反应温度及压力等因素对反应的影响进行了讨论 ,确定了反应的最佳工艺条件为 :催化剂浓度 2 .0 %、温度 1 2 0～ 1 30℃、压力 0 .2～ 0 .3MPa。文中还对反应机理进行了探讨     

γ-Al_2O_3非均相催化碳酸乙烯酯水解合成乙二醇

以球形γ-Al2O3为非均相水解催化剂,在固定床反应器内研究了碳酸乙烯酯(EC)水解合成乙二醇(EG)的过程。通过一系列条件实验考察了反应温度、LHSV、n(H2O)∶n(EC)及反应压力对EC水解反应的影响,确定了非均相催化EC水解合成EG的较佳工艺条件:即反应温度170～180℃、LHSV=0.8～1.5 h-1、n(H2O)∶n(EC)=1.7～3.0、反应压力1.0～1.8 MPa,在此条件下,EC转化率达到98.4%,EG选择性为100%。500 h的催化剂稳定性实验及其表征结果显示,γ-Al2O3催化剂孔结构保持良好,能够维持高效、稳定的催化活性,为EC水解合成EG实现工业化生产提供了可行依据。     

载体比表面积及孔径对Nb_2O_5/α-Al_2O_3催化剂酸性及反应性能的影响

采用浸渍法制备了Nb2O5/α-A l2O3催化剂(简称催化剂)并用于环氧乙烷水合制乙二醇的反应,通过控制α-A l2O3载体中致孔剂的含量来调变载体的孔径、孔分布及比表面积;采用吡啶吸附红外光谱、氨程序升温脱附法研究了载体的比表面积及孔径对催化剂酸性及反应性能的影响。实验结果表明,产物的选择性受扩散因素及催化剂酸性的影响,而催化剂的酸量、酸密度可以通过载体的孔径及比表面积的变化加以调控。比表面积较小及孔径较大的载体对催化剂催化环氧乙烷水合制乙二醇的反应较为有利。当载体的比表面积小于0.80m2/g、孔径为4.00~8.00μm时,在反应温度160℃、反应压力1.5M Pa、n(H2O)∶n(EO)=22、液态空速25h-1的条件下,环氧乙烷的转化率大于99.8%,乙二醇的选择性超过89.9%。     

多级固定床反应器串联的环氧乙烷催化水合制乙二醇工艺的研究

以HCO3-型强碱性阴离子交换树脂为催化剂,采用多级固定床反应器串联的催化水合工艺(简称多级工艺)对环氧乙烷(EO)制乙二醇(EG)的反应进行了研究,并与采用单个固定床反应器的单段工艺进行了对比,考察了水与EO的摩尔比(简称水比)和重时空速对多级工艺中EO转化率和EG选择性的影响。实验结果表明,与单段工艺相比,多级工艺采用多段进料的方式,有效移除反应中放出的热量,降低了催化剂的膨胀率,提高了催化剂的使用寿命;在3个反应器温度分别为77,75,70℃、水比为8、重时空速为2.0h-1、压力为1.0MPa的条件下,连续运行2880h,EO转化率约为99%,EG选择性约为97%。