硫酸介质中甲苯的选择性硝化研究
【摘要】：
芳烃硝化的区域选择性是目前硝化反应研究的热门课题之一,本论文以甲苯为硝化底物,主要研究了不同硝化体系下,温度、硝化强度,催化剂及其使用量等因素对其硝化区域选择性的影响情况。
甲苯一硝化一般生成60%邻硝基甲苯、4%间硝基甲苯、36%对硝基甲苯三种异构体,目前市场上,间硝基甲苯和对硝基甲苯具有相当的经济价值,如何提高间硝基甲苯和对硝基甲苯的生成比例,成为较为实际的问题。本论文的主要研究目的,就是如何提高间硝基甲苯和对硝基甲苯的生成比例。
本论文通过大量的实验,对硫酸介质中甲苯的区域选择性硝化进行了一定程度的研究。结果表明,在混酸-磷酸体系下,H2S04：N205：P205=0.2：9.1：2.5,反应温度60℃时,间硝基甲苯生成比例达4.7%,O/P值为1.62。在硫酸-硝酸脲体系下,通过加入一定量的硝酸脲固体,研究了温度以及硫酸用量对甲苯硝化的各产物比例的影响,其中间甲苯比例相比于工业化生产中提高了1.2%,达到5.2%,同时O/P值达1.85。在酰胺类化合物作为催化剂条件下,通过加入一定量的酰胺类化合物来研究温度、硝化强度以及酰胺类物质用量对甲苯硝化的各产物比例的影响。在加入N,N-二甲基甲酰胺催化后,间硝基甲苯生成比例为4.3%,O/P值降为1.26；加入甲酰胺催化后,间硝基甲苯生成比例达5.3%,O/P值为1.59；加入乙酰胺催化后,间硝基甲苯比例为4.2%,O/P值为1.48；在离子液体催化条件下,通过加入一定量的离子液体来研究温度、硝化强度以及离子液体用量对甲苯硝化的各产物比例的影响。加入离子液体[p-SABPy]HS04,间硝基甲苯的生成比例可以提高到5.3%,O/P值可以降到1.27。其中,使用硫酸-硝酸脲体系跟酰胺类催化是全新的尝试,本文对甲苯硝化工业应用提供了可靠依据,具有重要的指导意义。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ246.12
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