咪唑磷鎢酸鹽的制備、表征及其催化環(huán)己酮氨肟化.pdf

1、雜多酸(鹽)作為一種環(huán)境友好的催化劑,兼具強酸性和氧化還原性,同時擁有催化活性高、選擇性好、可調變性等優(yōu)點,具有廣闊的研究和應用前景。雜多酸用于環(huán)己酮氨肟化體系最早見于1967年德國Toa Gosei公司的專利報道,近年來以活性Al2O3為載體負載磷鎢酸催化氨肟化反應,由于活性組分容易溶脫,催化劑難以回收而未能實現(xiàn)工業(yè)化生產。在磷鎢酸二級結構上引入有機基團合成新型復合磷鎢酸鹽,能有效提高催化劑的回收率,但是關于磷鎢酸鹽在強極性氨肟化體系

2、中結構變化的研究還未見報道。本文通過引入大小不同的烷基咪唑陽離子,制備出具有油水兩親結構特點的咪唑磷鎢酸鹽,考察了其催化環(huán)己酮氨肟化反應的催化性能,并對其結構變化進行了表征。。
　　本文首先以磷鎢酸為催化劑用于均相催化環(huán)己酮氨肟化反應,考察了反應溶劑、反應時間、氨水的加入方式、雙氧水濃度以及催化劑濃度等因素對反應結果的影響。結果表明:在無溶劑條件下,催化劑濃度為3g/15g環(huán)己酮,一次性加入氨水,30％的雙氧水連續(xù)加入,反應5h,

3、環(huán)己酮的轉化率為90.21%,環(huán)己酮肟的選擇性達到97.16%。
　　其次,將不同碳鏈長度的咪唑陽離子引入到磷鎢酸的二級結構中合成新型的復合雜多酸鹽,使催化劑在具有雜多酸的強酸性和氧化還原性的同時,降低了催化劑在極性溶液中的溶解度。采用FT-IR、TG-DSC、XRD、核磁共振等手段對催化劑進行了表征,結果證明,咪唑陽離子成功取代了磷鎢酸上的 H+,且磷鎢陰離子仍保持了Keggin結構。考察了不同碳鏈長度的磷鎢酸鹽對環(huán)己酮氨肟化反

4、應的催化性能,結果表明反應選擇性隨著催化劑陽離子碳鏈長度的增加而逐漸下降,其中以丁基咪唑磷鎢酸鹽為催化劑的氨肟化反應環(huán)己酮的轉化率為89.66%,選擇性則達到了95.52%。
　　對催化劑進行了回收實驗,其回收率均達到70%以上。將回收后的催化劑再應用于環(huán)己酮氨肟化反應,結果表明回收后的催化劑仍保持較高的催化活性,轉化率和選擇性并沒有明顯下降,具有良好的重復使用性能。對回收后的催化劑進行了結構表征,并與新鮮催化劑進行了組成和結構上