共熔温度下优化芴催化氧化制备9-芴酮反应的研究

发布时间：2017-12-17 01:05

  本文关键词：共熔温度下优化芴催化氧化制备9-芴酮反应的研究

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【摘要】：本课题选用原料芴液相、碱催化空气氧化制备9-芴酮的反应为研究对象,优化了相转移剂、碱催化剂对不同溶剂反应体系的相转移效果和催化效果。以此为依据,结合原料芴和产物9-芴酮可以形成共熔物的特点,设计了无溶剂的催化氧化芴制备9-芴酮的绿色化制备方法。主要研究结果如下：本文发现芴与9-芴酮存在共熔现象,测定了芴与9-芴酮的最低共熔点,即最低共熔点为57.4℃,此时芴与9-芴酮的摩尔比为0.39：0.61。确定了以低共熔体为有机相、碱液为水相的相转移催化氧化芴制备9-芴酮的新反应体系,在该反应体系中,芴能够100%地转化成9-芴酮。新的反应体系能够通过利用少量的产物9-芴酮而引发大量的芴转化成9-芴酮,而不再需要通过使用有机溶剂来实现该过程。二甲苯反应体系中,在搅拌速率为300 r/min,通气速率为300*2 mL/min,二甲苯溶剂与水溶液的体积比为5：1,KOH或NaOH溶液为催化剂的条件下,冠醚或聚醚为相转移剂,反应条件优化,考察相转移剂、碱催化剂用量对反应的影响,得到最佳反应条件是：反应温度T=58℃,催化剂选45%KOH或45%NaOH溶液,相转移剂选18-冠-6,原料芴与18-冠-6的摩尔比为20：1。在最优反应条件下,三种不同反应体系,即二甲苯溶剂饱和体系、二甲苯溶剂悬浮体系和异喹啉溶剂体系中,考察了不同类型相转移剂的反应效果,实验结果表明：季铵盐、冠醚、聚醚三类相转移剂在三种体系都可以使芴完全转化成9-芴酮,整体来看,季铵盐的相转移效果较优,是由于其结构为离子型化合物；冠醚中,18-冠-6相转移效果优于15-冠-5、PEG-400。在相同的相转移剂(18-冠-6)下考察了碱催化剂对反应的影响。当碱催化剂分别用40%KOH、45%NaOH反应时,二者的反应时间和9-芴酮收率基本相当；当用较弱碱K2CO3催化剂进行反应,芴不能完全转化。这个结果与推测的芴催化氧化制备9-芴酮的机理一致,初步验证了反应机制。设计了无溶剂、18-冠-6为相转移剂的芴、9-芴酮的低共熔相反应体系,进行了共熔温度、高于共熔温度的单次投料与共熔温度的连续投料的反应研究。结果表明,芴、9-芴酮低共熔反应物的相转移催化制备9-芴酮反应能顺利进行,这个结果也侧面验证了芴与9-芴酮的共熔点测定的正确性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O621.251

【参考文献】

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本文编号：1298139