环己酮肟液相贝克曼重排制备己内酰胺绿色催化研究

发布时间：2017-11-18 11:25

  本文关键词：环己酮肟液相贝克曼重排制备己内酰胺绿色催化研究

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【摘要】：已内酰胺是一种重要的有机化工原料,主要用于生产尼龙-6纤维和其他聚酰胺类聚合物,在纺织、电子、汽车等行业应用广泛。传统的环已酮肟液相贝克曼重排制已内酰胺是以发烟硫酸为催化剂的生产工艺,存在诸多缺点,例如设备腐蚀、污染环境及后处理复杂以致副产硫酸铵,而气相贝克曼重排工艺能避上述缺点,但因该工艺反应温度较高,容易造成催化剂积碳、失活。因此,对新工艺催化剂的开发变得尤为重要。本文首先对几种固体酸催化剂对液相贝克曼重排制备已内酰胺的催化性能进行考察。研究结果发现,磺酸树脂Amberlyst36(酸量4.9 mmo1H+/g)的催化效果最佳,然后对此催化剂进行工艺条件考察,发现其在反应温度110℃,反应时间7 h,环已酮肟：催化剂=2：1,原料浓度为0.1 g·mL-1时,CHO的转化率达93.93%,CPL的选择性达87.54%。最后,对此催化剂的催化机理进行了初步探讨。然后又制备并表征了几种新型功能化B酸离子液体,将其作用于液相重排反应。在研究中发现合成的酸性离子液体[HSO3Bmim][HSO4]的催化性能最佳,对催化剂的重排反应工艺条件进行优化。接着,分别以反应时间、反应温度、离子液体用量和ZnCl2用量为水平值,以CPL收率为响应值,利用Design-expert软件研究多种因素对响应值的共同影响。实验结果表明,离子液体催化的重排反应最优条件为：反应时间5.7h,反应温度80℃,催化剂用量0.24 mmol, ZnCl2用量1.0 mmol,此时,已内酰胺收率达79.47%。最后将离子液体负载在氧化石墨上得到负载型离子液体催化剂,该催化剂具有分离简单,可循环使用的优点。实验结果表明,使用负载型离子液体作为催化剂时,环已酮肟的转化率可达到89.46%,已内酰胺选择性可达到96.35%。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O623.626

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本文编号：1199631