固體堿催化劑及在有機(jī)合成中催化應(yīng)用研究.pdf

1、堿類催化劑很早就在有機(jī)合成和化學(xué)工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用,成為催化領(lǐng)域的重要組成部分。尤其固體超強(qiáng)堿催化劑,因其具有很高的堿強(qiáng)度,催化效率高,無環(huán)境污染,不腐蝕設(shè)備以及可重復(fù)使用和再生等優(yōu)點(diǎn),具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景；近年來,隨著有機(jī)—無機(jī)復(fù)合材料的發(fā)展,以及有機(jī)—高分子復(fù)合材料的研究與應(yīng)用,以高分子或無機(jī)介孔材料為載體,制備含有機(jī)活性集團(tuán)的功能材料也越來越被科研工作者重視。本文對(duì)γ—Al2O2—O2—2Na+型固體超強(qiáng)堿催化劑的研制,及其在

2、有機(jī)合成中的應(yīng)用作了研究；并對(duì)有機(jī)—高分子催化功能材料進(jìn)行了探索。
　　 本文一開始,對(duì)固體堿類催化劑的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,尤其詳細(xì)介紹了固體超強(qiáng)堿催化劑的研究進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上,對(duì)傳統(tǒng)Na—NaOH／γ—Al2O3型固體超強(qiáng)堿的研制進(jìn)行了改進(jìn),采用成型的大孔容及比表面積的γ—Al2O3載體,在初步計(jì)算出其表面活性羥基數(shù)的基礎(chǔ)上,以堿金屬及堿金屬氫氧化物為原料,優(yōu)化了負(fù)載條件,制得了優(yōu)良的γ—Al2O—O2—2Na+型固體超強(qiáng)堿催

3、化劑,同時(shí)采用BET、IR、TEM以及XRD等多種表征方對(duì)新制備的固體超強(qiáng)堿催化劑進(jìn)行表征,結(jié)果表明所制備的固體超強(qiáng)堿堿強(qiáng)度H≥37,比表面積為142.52m2.g—1,保留了原載體的孔結(jié)構(gòu),催化效果優(yōu)于傳統(tǒng)制備方法所制備的固體超強(qiáng)堿催化劑。
　　 將新制備的γ—Al2O—O2—2Na+型固體超強(qiáng)堿催化劑應(yīng)用于生物柴油、環(huán)己酮自縮合、亞芐基丙酮、雙亞芐基環(huán)戊酮以及α,α′—二亞芐基環(huán)己酮的合成中,該催化劑表現(xiàn)出了良好的催化活性,

4、優(yōu)化反應(yīng)條件后,生物柴油的產(chǎn)率可達(dá)92％,環(huán)己酮雙分子縮合產(chǎn)物產(chǎn)率85.66％,亞芐基丙酮的產(chǎn)率可達(dá)88.67％,雙亞芐基環(huán)戊酮的產(chǎn)率92.47％,α,α′—二亞芐基環(huán)己酮的產(chǎn)率87.23％,該催化工藝具有催化效率高、無環(huán)境污染、不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn),具有一定的工業(yè)應(yīng)用前景,尤其是固體超強(qiáng)堿催化劑在羥醛縮合反應(yīng)中的應(yīng)用,拓寬了固體超強(qiáng)堿催化劑的應(yīng)用范圍。
　　 接下來,本文介紹了當(dāng)前有機(jī)—無機(jī)以及有機(jī)—高分子復(fù)合材料的研究狀況,并簡

5、述了這類材料的制備方法:嫁接法與直接合成法(縮合法)。無機(jī)—有機(jī)復(fù)合材料部分主要是將有機(jī)胺類抑或季銨堿負(fù)載與分子篩上,利用其雜原子上的孤對(duì)電子或季銨堿產(chǎn)生的堿性應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中。這類無機(jī)—有機(jī)復(fù)合固體堿材料以孔吸附或化學(xué)鍵的形式與分子篩相互作用而得到的,在催化有機(jī)反應(yīng)過程中通過其活性集團(tuán)催化有機(jī)反應(yīng),但有機(jī)分子易于流失,造成堿強(qiáng)度降低,并且此類材料要求在溫和反應(yīng)條件進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；有機(jī)—高分子功能材料的研究主要集中在以纖維素為高分子載

6、體,制備羧甲基纖維素等工業(yè)應(yīng)用材料,這一類新材料,既體現(xiàn)了本身各自物質(zhì)的化學(xué)特性,又綜合了醚的性能,在耐鹽、溶解性能、耐溫以及粘度性能等方面又有互補(bǔ)性,在石油化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、推進(jìn)劑和膠體炸藥等高附加值領(lǐng)域有更好的表現(xiàn)。
　　 最后,結(jié)合有機(jī)—高分子材料的制備方法以及當(dāng)今的研究現(xiàn)狀,在本科研室現(xiàn)有材料的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)思路,實(shí)驗(yàn)合成了4—甲基吡啶—纖維素功能材料。對(duì)這一新材料進(jìn)行了BET、IR、TEM的表征,證實(shí)了此類化合物合成的可