固體酸催化合成ε-已內(nèi)酯的研究.pdf

1、ε-己內(nèi)酯(ε-CL)是一種重要的有機(jī)合成中間體,主要用于合成聚己內(nèi)酯和與其它酯類共聚或共混改性,聚合物具有良好的熱塑性和成型加工性,其生物相容性、無(wú)毒性、藥物透過(guò)性和生物降解性在材料、環(huán)保和醫(yī)用方面的應(yīng)用前景,使作為單體的ε-己內(nèi)酯的合成研究愈加重要。ε-CL合成方法有很多,其中環(huán)己酮氧化法最受關(guān)注。固體酸催化劑作為一種新興的專用精細(xì)化學(xué)品,具有容易與液相反應(yīng)體系分離、不腐蝕設(shè)備、后處理簡(jiǎn)單、可重復(fù)使用、很少污染環(huán)境、選擇性高、原子利

2、用率高等特點(diǎn),將其用于催化氧化環(huán)己酮合成ε-己內(nèi)酯能夠大大提高收率和選擇性。研究的主要內(nèi)容有:(1)制備出了六種固體酸催化劑,并利用XRD、氮吸附脫附、SEM、TEM測(cè)試等分析方法對(duì)其晶型結(jié)構(gòu)、比表面積、形貌特征等進(jìn)行了表征。(2)進(jìn)行了活性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn),選出了催化效果最好的催化劑。(3)以30％的過(guò)氧化氫作為氧化劑,考察了壓力、溫度、時(shí)間、催化劑用量、物料比等因素對(duì)催化效果的影響,并工藝進(jìn)行了優(yōu)化。(4)通過(guò)ASPEN模擬粗產(chǎn)品精餾分離過(guò)

3、程,以便獲得實(shí)用數(shù)據(jù),指導(dǎo)工業(yè)化生產(chǎn)高純度ε-己內(nèi)酯。結(jié)果表明:最佳催化劑為B2O3/γ-Al2O3,最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了最佳的工藝參數(shù),即第一步反應(yīng)真空度為400mHg柱,n(丙酸):n(過(guò)氧化氫)=4:1,催化劑為0.8g,反應(yīng)時(shí)間為3h;第二步反應(yīng)溫度為50℃,反應(yīng)時(shí)間為3h。此時(shí),ε-己內(nèi)酯的收率和選擇性分別可達(dá)到87.721％和95.07％。利用ASPEN對(duì)ε-己內(nèi)酯分離過(guò)程進(jìn)行工業(yè)化模擬,獲得了分離過(guò)程物料衡算、能量衡算的結(jié)果