離子液體催化正丙醇氯代反應(yīng)的研究.pdf

1、1-氯丙烷是一種重要的化工原料，主要用于醫(yī)藥，染料等精細(xì)化工品的生產(chǎn)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法為濃鹽酸在氯化鋅的催化下與正丙醇發(fā)生氯代反應(yīng)合成。此工藝有諸多缺點(diǎn):
　　 (1)濃鹽酸作為反應(yīng)物，其含水量大，影響反應(yīng)平衡，造成1-氯丙烷收率不高。
　　 (2)濃鹽酸的運(yùn)輸，存儲(chǔ)不便，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較高等。
　　 本文基于傳統(tǒng)工藝的諸多缺點(diǎn)，從催化劑，氯源方面入手，采用氣相，液相兩種反應(yīng)方法對(duì)1-氯丙烷的合成工藝進(jìn)行探索研究。

2、
　　 (1)催化劑方面，由于離子液體結(jié)構(gòu)具有可設(shè)計(jì)性，可以通過(guò)加入特定的基團(tuán)，使之具有特定的催化性能。本試驗(yàn)制備了[BMIM]Cl、[HPy]Cl、[HMIM]Cl三種離子液體作為催化劑，并對(duì)其結(jié)構(gòu)，純度進(jìn)行檢測(cè)。這三種離子液體合成方法簡(jiǎn)單，成本低廉，易于工業(yè)化應(yīng)用;另外，這些離子液體對(duì)甲烷氯代物（如四氯化碳和氯仿）的水解以及醇類(lèi)與氯化氫反應(yīng)合成氯代烷烴均具有獨(dú)特的催化作用;同時(shí)可以作為氯化氫等氣體的良好溶劑。
　　

3、(2)研究了不同反應(yīng)器型式中鹽酸與丙醇的催化反應(yīng)。首先，通過(guò)冷凝回流方法對(duì)[BMIM]Cl與ZnCl2的催化性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)表明，[BMIM]Cl的催化活性比ZnCl2高，提高溫度對(duì)反應(yīng)有促進(jìn)作用，但受混合物沸點(diǎn)的限制只能有限提高反應(yīng)溫度，而且存在較高溫度下反應(yīng)物的揮發(fā)散失。其次，采用密閉反應(yīng)器，將溶有氯化氫的離子液體與正丙醇進(jìn)行反應(yīng)，此方法能夠有效地提高反應(yīng)的效果，所采用的氯化氫-離子液體溶液既作為催化劑，又作為吸水劑，促進(jìn)反應(yīng)的

4、進(jìn)行。80℃下1-氯丙烷的收率達(dá)到25％，而相同條件下的冷凝回流反應(yīng)僅僅達(dá)到16％。
　　 (3)氯源方面，本試驗(yàn)采用三氯甲烷作為正丙醇氯代反應(yīng)中氯化氫的來(lái)源，避免了氯化氫運(yùn)輸過(guò)程中的不便，并將反應(yīng)結(jié)果與氯化氫進(jìn)行比較。以固定床反應(yīng)器催化合成1-氯丙烷，探究了三氯甲烷-正丙醇反應(yīng)的最優(yōu)工藝條件。試驗(yàn)表明，在220℃下正丙醇:三氯甲烷摩爾比為1∶0.43，反應(yīng)停留時(shí)間為2.5min，以10％的鹽酸吡啶作為催化劑，1-氯丙烷收率，正