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氧气/空气液相氧化一元取代甲苯成芳香醛工艺及机理研究

蔡敏敏  
【摘要】: 空气/氧气作为清洁、价廉的氧化剂越来越受到研究者的重视。论文研究了空气/氧气液相控制氧化对氯甲苯、邻硝基甲苯制取相应的芳香醛。实验表明,在较优的工艺条件下,常压空气氧化、氧气氧化及加压氧气氧化对氯甲苯,对氯苯甲醛的得率分别可达20%、28%。34%,而在高浓度催化剂Co存在下,收率还可提高4~5个百分点。论文着重讨论了碱性条件下,氧气氧化邻硝基甲苯的反应,得出了温度、时间、底物浓度、氧气流量等一般工艺参数对反应的影响,得出在较佳条件下,邻硝基苯甲醛的收率可达30%左右。研究还发现,强碱对反应有一定的助催化作用,这种作用主要是它能协助底物脱氢而造成的。另外,反应还强烈地受到溶剂的影响,实验表明反应在小分子醚胺中进行时,反应的转化率和收率都有明显的提高。在仔细考察了工艺参数的基础上,建立了首步一级,第二步二分之一级的连串反应动力学模型,求出了速率常数K_1、K_2及不同溶剂下的反应活化能Ea,解释了反应的溶剂效应。以EPR研究了反应的机理,得出了碱性条件下不同溶剂中的EPR谱图,并对在2—甲氧基乙胺溶剂中反应得到的EPR谱图进行了详细的解析,进一步说明了反应的溶剂效应,并得出反应首先脱氢,而后是自由基反应历程的结论。


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