钒系催化剂催化萘与羟胺盐反应过程研究

发布时间：2017-09-02 09:16

  本文关键词：钒系催化剂催化萘与羟胺盐反应过程研究

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【摘要】：1-萘胺和1,5-二氨基萘都是极为重要的精细化工产品以及有机合成中间体。其中1,5-二氨基萘(NDA)是制备1,5-萘二异氰酸酯(NDI)的关键原料,随着高级聚氨酯的主要原料NDI的市场需求不断增大,关于1,5-二氨基萘的合成研究也越来越多。制备1-萘胺和1,5-二氨基萘的传统工艺均不符合绿色化学的理念,而直接将-NH2引入萘环一步合成1-萘胺和1,5-二氨基萘能够有效提高反应的原子利用率,使1-萘胺和1,5-二氨基萘生成工艺朝着更简洁、更清洁和更绿色环保的方向发展。本文以萘为原料,羟胺盐为胺化剂,酸性水溶液作为反应介质,分别对在无催化剂体系以及不同催化剂体系下一步胺化合成1-萘胺以及1,5-二氨基萘的反应进行了研究。首先在无催化剂体系下对反应溶液和进料方式进行选择,发现较好的反应溶液为醋酸水溶液,而不同的进料方式对反应影响不大。在此基础上本文考察了不同催化剂对萘一步胺化反应的影响,筛选出了最利于1-萘胺生成的NaVO3作为催化剂,并考察在NaVO3作用下,介质酸性、NaVO3用量、进料比、反应温度、反应时间等对反应的影响。NaVO3催化萘一步胺化制备1-萘胺的最优反应条件为:m萘:mcat=1:0.5,V冰醋酸:V水=3:1,n萘:n羟胺=1:10,T=80℃,t=4h,1-萘胺收率为3.93%。接着本文以1,5-二氨基萘为目标产物,选择了最利于1,5-二氨基萘生成的V2O5作为催化剂对萘一步胺化反应进行研究,考察了介质酸性、催化剂用量、进料比、反应温度、反应时间等对反应的影响,发现在V2O5作为催化剂时,最利于1,5-二氨基萘生成的反应条件为:n萘:n羟胺=1:10,m萘:mcat=1:0.4,V冰醋酸:V水=3:1,T=80℃,t=5h,1,5-二氨基萘收率最高为5.23%,1-萘胺收率为1.57%。最后,本文对钒系催化剂催化萘一步胺化的反应产物进行了定性分析,并推测出可能的催化反应机理。
【关键词】：萘 羟胺盐 一步合成 1-萘胺 1 5-二氨基萘
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 1,5-二氨基萘和 1-萘胺的应用前景8-9
• 1.2 1,5-二氨基萘的国内外研究概况9-14
• 1.2.1 萘硝化还原法9-12
• 1.2.2 卤代氨化法12-13
• 1.2.3 环合法13
• 1.2.4 二萘酚氨解法13-14
• 1.3 1-萘胺国内外研究概况14-15
• 1.4 芳香族一步胺化反应的研究进展15-20
• 1.4.1 萘一步胺化反应的研究进展15
• 1.4.2 苯直接氨基化一步合成苯胺的研究进展：15-20
• 1.5 研究意义及研究内容20-22
• 第2章 实验方法22-28
• 2.1 仪器和试剂22-23
• 2.1.1 仪器22
• 2.1.2 试剂22-23
• 2.2 合成实验方法23-24
• 2.3 分析方法的建立24-25
• 2.3.1 仪器与试剂24
• 2.3.2 高效液相色谱分析条件的确定24-25
• 2.4 产物的定量分析25-26
• 2.4.1 混合标样溶液的配置25
• 2.4.2 样品溶液的配置25
• 2.4.3 产物的定量分析25
• 2.4.4 萘转化率和各产物的收率25-26
• 2.5 小结26-28
• 第3章 偏钒酸钠催化萘与羟胺盐反应过程28-42
• 3.1 前言28
• 3.2 催化剂制备28-30
• 3.2.1 钒系催化剂28-29
• 3.2.2 金属负载型催化剂29
• 3.2.3 Mn-MCM-41和Mn(II)-dampy-MCM-4129-30
• 3.3 实验结果与讨论30-39
• 3.3.1 无催化剂体系下反应介质和进料方式的选择30-32
• 3.3.2 不同催化剂催化萘和羟胺盐反应32-34
• 3.3.3 NaVO_3催化萘和羟胺盐反应条件优化34-39
• 3.4 本章小结39-42
• 第4章 五氧化二钒催化萘和羟胺盐反应过程42-52
• 4.1 前言42
• 4.2 催化剂制备42
• 4.3 实验结果与讨论42-51
• 4.3.1 介质酸性的影响42-43
• 4.3.2 V_2O_5用量对反应的影响43-44
• 4.3.3 进料比对反应的影响44-45
• 4.3.4 反应温度的影响45-46
• 4.3.5 反应时间的影响46-47
• 4.3.6 酸水总体积对反应的影响47
• 4.3.7 加入助剂对反应的影响47-48
• 4.3.8 反应机理推测48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 结论和展望52-54
• 5.1 结论52
• 5.2 展望52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-60
• 攻读硕士学位期间的研究成果60

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本文编号：777674