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《大连理工大学》 2006年
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沸石分子筛催化芳环化合物的Friedel-Crafts酰基化反应的研究

袁冰  
【摘要】:芳酮类化合物种类繁多,应用广泛,在国民经济中占有举足轻重的地位。Friedel-Crafts酰基化反应是合成芳酮类化合物的最重要方法。目前,工业上通过Friedel-Crafts酰基化反应制备芳酮类化合物最常用的催化剂仍然是金属氯化物等均相酸催化剂,这类催化剂的大规模应用带来的环境、资源等问题越来越不能被环境友好的化学工业发展大趋势所容忍。因此,开发针对Friedel-Crafts酰基化反应的新型催化工艺,实现芳酮类化合物的绿色合成具有一定的应用价值和现实意义。本文以产物的工业应用价值为出发点,以H型沸石分子筛为催化剂,研究了三类芳酮的绿色化合成工艺。 分别采用AlCl_3和HZ-1沸石催化了β-甲基萘的Friedel-Crafts酰基化反应,合成了2,6-萘二甲酸的前体2-甲基-6-酰基萘。通过气相色谱、质谱及核磁共振技术对反应结果进行了分析,对目标产物的结构进行了表征。考察了沸石分子筛、萘环底物、酰化试剂、溶剂的种类等因素对酰化反应的影响,选定HZ-1沸石作为催化剂,丁酸酐作为酰化试剂,在无溶剂条件下催化β-甲基萘的酰化反应合成2-甲基-6-丁酰基萘。HZ-1沸石催化β-甲基萘的丁酰化反应副反应少,产品分离容易,2,6-位和2,7-位酰化产物异构体的熔点差异较大,便于工业上实现分离提纯。 研究了HZ-1沸石分子筛的焙烧温度、离子交换次数等制备条件对催化反应性能的影响,并通过NH_3-TPD、XRD、吡啶-IR、XRF等手段表征了制备条件对HZ-1沸石的硅铝比、结晶度及酸性质的影响,说明了催化性能随制备条件变化的原因。550℃焙烧的四次交换HZ-1沸石分子筛(HZ-1-4)表现出最佳的催化性能。考察了催化剂用量、物料配比、反应温度、反应时间等因素对β-甲基萘催化丁酰化反应的影响,优化了反应条件。在优化的反应条件下,反应中没有二酰化产物生成,也没有β-甲基萘的异构化以及歧化等副反应发生,反应产物仅为单丁酰化的各种异构体,以2,6-和2,7-位异构体为主。丁酸酐的转化率可达77.3%,2-甲基-6-丁酰基萘的选择性为53.1%。回收再用的HZ-1-4沸石的催化活性有较大幅度下降,经程序升温焙烧再生后,催化活性基本得以恢复。 考察了2%浸渍量的碱土金属、稀土金属、过渡金属氧化物改性后的HZ-1-4沸石对β-甲基萘的丁酰化反应的催化性能。改性后的HZ-1-4沸石催化活性有不同程度的下降,但选择性有所提高。综合考虑目标产物的收率和成本能耗问题,未改性的HZ-1-4沸石为β-甲基萘的丁酰化反应的最佳催化剂。 系统的研究了沸石分子筛催化带有不同取代基的芳环化合物的苯甲酰化反应。分别考察了HZ-1和HZ-2沸石催化剂对不同的苯环、萘环化合物的苯甲酰化性能,发现在
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O643.32

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【引证文献】
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【参考文献】
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8 王广健;杨振兴;陈士夫;徐明霞;;离子液中介孔TiO_2的制备及其形成机理研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵紫军;(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究[D];长春理工大学;2010年
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【二级引证文献】
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【相似文献】
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 钟诚;“太阳能空调”亮相上海[N];中华建筑报;2003年
8 杨儒;纳米材料新星:有序介孔材料[N];中国化工报;2003年
9 见习记者 许琦敏;我研制成“太阳能空调”[N];文汇报;2003年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 王瑜;magadiite的合成及其转晶制备沸石分子筛研究[D];大连理工大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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9 王丽娟;锂型低硅铝比X型沸石分子筛(Li-LSX)交换母液中锂离子的回收[D];北京工业大学;2010年
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