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酸性离子液体催化苯酚与丙酮缩合合成双酚A反应的研究

贾丽娟  
【摘要】:目前,离子液体已引起人们越来越多的关注。它以其宽的液态范围、非挥发性、可调的物化性能、较宽的电化学窗口等特殊性能,作为有机合成的反应介质和催化剂、分离科学的溶剂和萃取剂、电化学的电解液等而得到广泛应用。尤其是近年来,随着环境友好化学要求的不断提高,人们更致力于寻求新的、实用的离子液体。最近的离子液体化学报道大多集中在新型离子液体的制备,离子液体性能的系统研究,以及作为反应介质和催化剂的实际应用。 双酚A(BPA),又称二酚基丙烷,是一种重要的有机化工原料,主要用于合成环氧树脂和聚碳酸树脂塑料。双酚A的合成一般是在质子酸的催化下,由苯酚和丙酮缩合而成的。传统的工业生产一直沿用硫酸、盐酸作催化剂,存在环境污染严重、腐蚀性强等缺点,而使用某些固体酸也常因其炭化而失去活性。杂多酸由于具有比无机酸更强的酸性已应用于多种酸催化反应,但在使用过程中仍存在易脱负、失活等缺点。目前,一般采用离子交换树脂作为催化剂合成双酚A,有很好的催化活性,但是热稳定性和溶胀性仍是主要的问题。室温离子液体作为一种环境友好的溶剂和催化剂体系,其物化特性和实用价值正在被人们认识和接受。目前,一些重要的反应,如Diels-Alder反应、Knoevenagel缩合反应、Friedel-Crafts反应、氢化和酶催化的反应等已在室温离子液体中很好地实现,显示出离子液体在清洁催化反应中潜在的应用前景。 本文对氯铝酸离子液体体系催化合成双酚A进行了研究,得到了较满意的结果。同时,也研究了传统杂多酸(包括PW_(12)、PMo_(12)、SiW_(12)、SiMo_(12)和具有可调变钼钨配比质点的Si三元杂多酸)的催化作用,以资对比,主要研究内容与结果如下: 1、合成了氯铝酸离子液体体系和杂多酸。常温下,氯铝酸离子液体体系是液体催化剂,而杂多酸是固体催化剂。 2、结果表明,氯铝酸离子液体体系有良好的催化性能。离子液体体系酸性的调 变,能明显影响其催化能力,在Et3NHcl一Alcl3(x,Icl3会60%)中,双酚A的选 择性和收率可达最高,分别为94.07%和85.05%。同时,考察了各种杂多酸 对此反应的催化效果的差异,其中siM饥W6的活性最高。 3、进一步考察了离子液体中阴阳离子种类、离子液体组成比例对双酚A催化合 成反应转化率和选择性的影响。对于氯铝酸离子液体体系,研究了反应时间、 反应温度、酚酮摩尔比、溶剂等对反应的影响。从得到的结果可以看出,氯 铝酸离子液体体系有良好的催化性能,具有很高的转化率和选择性,且反应 条件温和。 4、杂多酸也可用于催化双酚A的合成,分离简便,但是其反应条件不及氯铝酸 离子液体体系温和,且反应的选择性和转化率相对较低。 综上所述,氯铝酸离子液体体系具有良好的催化双酚A合成反应性能,其 突出优点是:转化率和选择性高,反应条件温和。


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