催化酯交换合成顺-3-水杨酸己烯酯的研究

采用K_2CO_3/γ-Al_2O_3固体碱为催化剂,以水杨酸甲酯和顺-3-己烯醇为主要原料经催化酯交换合成了顺-3-水杨酸己烯酯。考察了催化剂用量、醇酯比、反应温度和时间以及催化剂重复使用次数对反应收率的影响,结果表明K_2CO_3/γ-Al_2O_3固体碱对本反应有较高的催化活性,在优化工艺下反应收率可达87%以上,催化剂经回收处理后可重复使用。     

KF/MgO催化甘油和碳酸二甲酯酯交换合成甘油碳酸酯

采用浸渍法制备KF/MgCO₃前体,经高温焙烧后获得了一系列KF/MgO固体碱催化剂,用于催化碳酸二甲酯（DMC）和甘油（GL）酯交换反应合成甘油碳酸酯（GC）。系统考察了KF负载量和焙烧温度对催化剂活性的影响,并通过X射线衍射、N₂吸脱附等温线、扫描电子显微镜和哈米特酸碱滴定等一系列技术对催化剂的结构性能进行了表征。结果表明,当KF负载量为20%（质量分数）时,经550℃焙烧所获得的20%KF/MgO-550催化剂活性最高。经过反应工艺条件的优化,当催化剂与甘油的相对质量分数为2%,DMC与GL的摩尔比为3∶1,75℃条件下反应1.5h后,GC收率可以达到96.8%。当20%KF/MgO-550催化剂重复使用3次之后,GC的收率由96.8%降低到67.3%,经再生处理后20%KF/MgO-550的催化活性可以恢复并且表现出更优异的稳定性。     

KF/K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化合成香豆素-3-羧酸

以水杨醛和丙二酸二乙酯为原料,KF/K_2CO_3/γ-Al_2O_3为催化剂,催化合成香豆素-3-羧酸乙酯,再经皂化、酸解环合合成香豆素-3-羧酸.考察了催化剂用量、水杨醛与丙二酸二乙酯摩尔比、反应时间等因素对香豆素-3-羧酸收率的影响.结果表明,KF/K_2CO_3/γ-Al_2O_3具有良好的催化活性,较佳工艺条件为:水杨醛4.88 g(0.04 mol),n(水杨醛),n(丙二酸二乙酯)=1:1.25,KF/K_2CO_3/γ-Al_2O_3 2.0 g(KF 3.74 mmol),无水乙醇20 mL,反应1.5 h,香豆素-3-羧酸的平均收率达到92%以上.     

碳酸二辛酯的合成工艺研究

采用固体碱K_2CO_3/γ-Al_2O_3为催化剂,以碳酸二乙酯和正辛醇为主要原料经催化酯交换合成了碳酸二辛酯。采用气相色谱监测反应液中碳酸二辛酯的含量,考察了催化剂用量、物料配比、反应温度与时间以及催化剂重复使用次数对碳酸二辛酯含量的影响。结果表明,固体碱K_2CO_3/γ-Al_2O_3对反应有较高的催化活性。经优化的合成工艺为:正辛醇与碳酸二乙酯摩尔比为2.3∶1,催化剂质量用量占碳酸二乙酯的3%,150℃下反应2h,后升温至160℃反应1h,最后再升至170℃反应1h,产品经减压精馏后含量在99.2%以上,单程反应收率可达85%以上,催化剂回收后可重复使用3次以上。     

甘油合成2-甲基吡嗪的催化剂及工艺

采用沉淀法制备了经Al、Cr、Cu和Zn等掺杂的Ni/SiO2催化剂,用于甘油与乙二胺固定床气相催化缩环制2-甲基吡嗪(2-MP),并详细考察了催化剂焙烧温度、反应温度、载气空速和原料液水含量对缩环反应的影响。结果表明,ZnO物种可使Ni/SiO2催化剂同时具有适量的酸位与碱位,有助于甘油与乙二胺分子的活化,从而使2-MP的收率得以提高;焙烧温度对Ni-Zn/SiO2催化性能的影响较为重要,500℃最佳;Ni-Zn/SiO2催化甘油与乙二胺缩环反应的最佳工艺条件为:反应温度为380℃、载气N2空速150 h-1、原料液中水质量分数为70%,此时甘油与乙二胺的转化率均为100%,2-MP收率为66.4%。     

甘油合成2-甲基吡嗪的催化剂及工艺研究

采用沉淀法制备了经Al、Cr、Cu和Zn等掺杂的Ni/SiO2催化剂,用于甘油与乙二胺固定床气相催化缩环制2-甲基吡嗪(2-MP),并详细考察了催化剂焙烧温度、反应温度、载气空速和原料液水含量对缩环反应的影响。结果表明,ZnO物种可使Ni/SiO2催化剂同时具有适量的酸位与碱位,有助于甘油与乙二胺分子的活化,从而使2-MP的收率得以提高;焙烧温度对Ni-Zn/SiO2催化性能的影响较为重要,500 oC最佳;Ni-Zn/SiO2催化甘油与乙二胺缩环反应的最佳工艺条件为：反应温度为380 oC、载气N2空速150 h-1、原料液中水质量分数为70%,此时甘油与乙二胺的转化率均为100%,2-MP收率为66.4%。     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化连续双酯交换反应体系制备生物柴油

以γ-Al_2O_3为载体、K_2CO_3为活性组分,采用等体积浸渍法制备K_2CO_3/γ-Al_2O_3负载型固体碱,并以此为催化剂催化菜籽油-甲醇-碳酸二甲酯连续双酯交换反应制备生物柴油。考察并优化了催化剂制备条件及反应参数,结果表明,在反应温度65℃、油/酯/醇摩尔比1∶1∶8、K_2CO_3负载量60%、催化剂用量30%条件下反应30 min,粗生物柴油产率可达99.0%以上,与其他文献所报道的非均相固体碱催化剂相比,K_2CO_3/γ-Al_2O_3具有较高的催化活性。结果发现,K_2CO_3与γ-Al_2O_3发生相互作用生成强碱性物质是催化剂具有较高催化活性的主要原因;同时,对K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化剂的重复性进行考察,发现将反应后的催化剂经过处理再焙烧后继续用于催化连续双酯交换反应,其粗生物柴油产率仍可达到85.0%以上。     

负载型固体碱催化制备3,4-二甲基呋咱的方法研究

通过不同载体并采用浸渍法制备了KOH/CaO、KOH/MgO以及K_2CO_3/CaO 3种负载型固体碱催化剂,并应用于催化二甲基乙二肟脱水制备3,4-二甲基呋咱反应。考察了催化剂质量分数、反应温度、反应时间对催化剂性能的影响。实验结果表明,在3种催化剂活性组分质量分数为10%、反应温度为160℃、反应时间为60 min的条件下,3,4-二甲基呋咱的收率依次为92%、65%和63%。对KOH/CaO催化剂的催化条件进行了正交实验优化,结果表明,在催化剂质量分数为8%、反应温度为160℃、反应时间为50 min的最优条件下,3,4-二甲基呋咱的最高收率可达92%。KOH/CaO催化剂在重复使用3次后,仍有较高的催化活性。     

以甘油和工业盐酸为原料合成环氧氯丙烷新工艺

介绍了环氧氯丙烷合成新工艺:在催化剂和添加剂存在下,甘油与工业盐酸反应制得二氯丙醇,然后二氯丙醇与碱反应制得环氧氯丙烷产品。研究了主要因素对工艺的影响。优化条件为:在5#催化剂和添加剂存在下,甘油氯代反应温度为115±2℃,回流比为1∶3;环氧化反应温度为90℃,反应时间为15min。在此条件下总收率(以甘油计)为84.6%,产品含量≥99.5%。     

(CaO-MgO)@Fe3O4/C磁性固体碱催化甘油制备碳酸甘油酯

以活性炭、尿素和FeCl_3·6H_2O为原料得到Fe(OH)3,通过N2气氛还原得到磁核Fe_3O_4/C,随后将其置于CaCl_2与MgCl_2·6H2O溶液中超声分散,通过共沉淀法得到前驱体,焙烧制得磁性非均相固体碱催化剂(CaOMgO)@Fe_3O_4/C。对磁性非均相固体碱催化剂〔(CaO-MgO)@Fe_3O_4/C〕进行了磁滞回线、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、CO_2-TPD及N_2的吸附-脱附(BET)测试。结果表明,CaO-MgO均匀地分散在磁核Fe_3O_4/C表面,催化剂在700℃有个强峰,具有较强的碱强度,磁化强度为23.8 emu/g,显示出较好的磁性。以碳酸二甲酯与甘油制备碳酸甘油酯作为探针反应,考察了(CaO-MgO)@Fe_3O_4/C催化剂的催化性能,得到在温度为85℃,n(碳酸二甲酯)∶n(甘油)=5∶1,催化剂用量为甘油质量的3%,反应时间为1 h的条件下,碳酸甘油酯的收率达到98.80%,甘油的转化率达到99.48%。催化剂重复使用6次后,碳酸甘油酯的收率为94.45%。     

相转移催化制备甘油缩醛香料

以苯甲醛和甘油为原料,环己烷为带水剂,苄基三乙基氯化铵相转移催化剂催化,制备了苯甲醛甘油缩醛香料。考察了催化剂用量、反应时间、反应物配比及带水剂用量对产品收率的影响,优化反应条件为:催化剂用量3%、环己烷8 m L、醇醛物质的量之比1.3∶1,反应时间为3 h。优化条件下产物的收率达90.3%。。     

生物基甘油制备二氯丙醇工艺研究

利用生物柴油生产过程中副产的大量甘油,采用甘油氯化法生产二氯丙醇。分别以乙酸、丙酸、乙酸酐、乙二酸、丁二酸、三氯乙酸为催化剂进行生物基甘油与氯化氢的氯化反应,结果表明:以丙酸为催化剂时,二氯丙醇的收率最高。选择丙酸为催化剂,考察了反应温度、反应时间、HCl气体流速和催化剂用量等因素对二氯丙醇收率的影响。试验结果表明:在反应温度120℃,反应时间8 h,HCl气体流速2 L/min,催化剂用量(w)6%的反应条件下,二氯丙醇收率可达86.3%。采用生物基甘油替代烃类原料生产二氯丙醇工艺可行、成本较低。     

Zn-Mg复合氧化物催化大豆油甘油解合成单甘酯

采用共沉淀法制备了一系列不同Zn、Mg物质的量比的Zn-Mg复合氧化物,将其用于催化大豆油甘油解合成单甘酯(MG),采用XRD、氮气吸附-脱附仪、SEM、TEM对Zn-Mg复合氧化物结构与性能进行了表征,并测定了催化剂的表面碱强和碱量。优化了合成单甘酯的工艺条件,并考察了Zn-Mg复合氧化物的重复使用性能。结果表明,改变Zn、Mg物质的量比不仅可以调控Zn-Mg复合氧化物的碱强与碱量,还可以调控其比表面积、孔容等结构参数;不同Zn、Mg物质的量比复合氧化物的催化活性变化趋势与其碱强度(H)在15.0H17.2间碱量变化趋势相一致;n(Zn)/n(Mg)=0.1时,复合氧化物(ZM0.1)具有最好的催化甘油解反应活性;使用该催化剂合成单甘酯的适宜条件为:n(甘油)∶n(大豆油)=3∶1,反应温度210℃,反应时间2 h,催化剂用量为大豆油质量的0.6%,该条件下大豆油转化率达95.6%,单甘酯收率为58.5%。ZM0.1催化剂重复使用4次时大豆油转化率仍达80.9%。     

沙坦联苯的高效合成

沙坦类药物是临床上备受关注的一类新型抗高血压药物。沙坦联苯是沙坦类药物的关键中间体。以邻氯苯氰和对甲基苯硼酸为原料,通过对反应溶剂、反应温度、反应时间、催化剂、碱等关键条件的优化,开发了一个合成沙坦联苯的催化体系。此催化体系以PEG400为反应介质,以Pd(OAc)_2为催化剂,以K_2CO_3、Na_2CO_3或K_3PO_4为碱,在60℃下反应24 h,沙坦联苯的产率可达99%。该体系是一个绿色、简单、高效合成沙坦联苯的催化体系,为沙坦联苯的合成提供了一个有效的新方法。     

AlCl3改性阳离子交换树脂催化合成异丙叉甘油

以无水AlCl3、阳离子交换树脂和AlCl3改性阳离子交换树脂为催化剂,对丙三醇与丙酮缩合反应进行了研究,AlCl3改性阳离子交换树脂对反应的催化效果最佳. Hammett指示剂法和吡啶吸附红外表征结果表明,采用AlCl3对阳离子交换树脂进行改性后,催化剂的酸强度有所提高,催化活性增强. AlCl3改性阳离子交换树脂催化合成异丙叉甘油的优化反应条件为：反应温度82℃,n丙三醇/n丙酮=1:3,催化剂用量为丙三醇质量的10%,反应时间11 h,异丙叉甘油收率为90.9%.     

文冠果壳活性炭纤维负载K_2CO_3制备生物柴油的研究

以文冠果活性炭纤维(XSBACF)负载碳酸钾制备K_2CO_3/XSBACF固体碱催化剂,用于文冠果生物柴油的制备。考察了K_2CO_3的负载量、煅烧温度和时间、醇油摩尔比、K_2CO_3/XSBACF加入量和反应温度对生物柴油产率影响。结果表明,当K_2CO_3负载量为50%,煅烧温度500℃,煅烧时间3 h,催化剂用量为油重的1. 5%,醇油摩尔比9∶1,反应温度70℃,反应时间2 h时,文冠果生物柴油的产率可达85. 10%。红外和XRD分析表明,该催化剂在煅烧过程中产生了新的活性中心K2O。     

固体碱K_2CO_3/Al-Ni及K_2CO_3/Al-Ni-O催化制备生物柴油

分别采用合成的铝镍类水滑石和其焙烧后复合氧化物为载体,负载K_2CO_3制得负载型固体碱催化剂,并用于催化食用菜籽油制生物柴油的反应。考察甲醇与菜籽油物质的量比、反应时间和反应温度对催化性能的影响,结果表明,在甲醇与菜籽油物质的量比10∶1、反应温度60℃、反应时间6 h和催化剂用量为油质量的5%条件下,生物柴油产率最高,为82.4%,且催化剂可重复使用,具有稳定的催化作用。     

K2CO3对Na2SiO3+K2CO3/MgO催化性能的影响

为提高催化剂的性能,在CO_2、甲醇和环氧丙烷合成碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯反应的催化剂Na_2SiO_3/MgO中加入K_2CO_3,制得不同K_2CO_3质量分数的Na_2SiO_3-K_2CO_3/MgO催化剂。采用N_2吸附脱附、XRD、SEM和CO_2-TPD等表征方法对催化剂的孔结构、活性组分分布、表面形貌和活性位数量进行了测定;通过间歇反应釜对催化剂性能进行了评价;对反应条件进行了优化。当K_2CO_3的质量分数为17.5%时,催化剂具有较大的比表面积和孔容、较好的活性组分分布、较优的表面形貌、较多的催化活性碱位,并表现出较优的催化性能。在反应温度180℃、反应压力2.0 MPa、反应时间5 h、甲醇和环氧丙烷体积比为1.5∶1、搅拌转速200 r/min条件下,环氧丙烷的转化率达98.86%,碳酸二甲酯的选择性达54.67%,碳酸丙烯酯的选择性达30.89%,且催化剂的性能稳定。     

碱和碱土金属对气化焦气化反应性的影响

碱和碱土金属是气化焦气化反应的重要催化剂,其催化效果直接影响气化焦的气化效率。对不同碱或碱土金属与气化焦的混合物,以及不同比例Na_2CO_3的气化焦进行气化反应,研究催化剂种类和用量对气化焦气化反应的催化效果。结果表明,1 000℃和1 050℃下,催化剂的催化活性顺序为:K_2CO3Na_2CO_3Ca CO3;1 100℃下因催化剂高温释放以及Na_2CO_3催化活性显著提高,催化活性顺序变为:Na_2CO_3K_2CO3Ca CO3。气化焦碳转化率由高到低为:5%Na_2CO_31%Na_2CO_32%Na_2CO_30.5%Na_2CO_3无Na_2CO_3,气化焦的催化活性、最大反应速率和反应活性指数排序与气化焦炭转化率一致,表明催化活性并非一直随催化剂添加比例的增加而增加。     

KF/γ-Al2O3催化甘油酯交换合成碳酸甘油酯

采用等体积浸渍法制备了一系列氧化铝负载碱金属氟化物固体碱催化剂,用于甘油(丙三醇)与碳酸二甲酯酯交换反应合成碳酸甘油酯,其中KF/γ-Al2O3催化剂能够更好地促进碳酸甘油酯的生成。进一步考察了KF/γ-Al2O3催化剂的制备条件、反应条件对甘油与碳酸二甲酯酯交换反应的影响。当KF负载在γ-Al2O3的负载量为15%(质量分数,下同),于400℃焙烧5 h后制得固体碱催化剂,在n(碳酸二甲酯)∶n(甘油)=3∶1,反应温度80℃,反应时间1.5 h的条件下,甘油的转化率达96.1%,碳酸甘油酯选择性和收率分别达98.1%和94.3%。