Cu-SiO-,2-催化劑上苯胺和乙二醇一步合成吲哚的研究.pdf

1、吲哚作為一種重要的精細化學品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、和醫(yī)藥等領域中有著非常廣泛的用途.由苯胺和乙二醇一步催化合成吲哚是眾多合成方法中最經(jīng)濟的一種.該文主要對負載型Cu/SiO<,2>催化劑的制備方法及其在苯胺和乙二醇一步合成吲哚的反應中的催化規(guī)律進行了研究.研究表明,以Cu(NO<,3>)<,2>為前身體,以SiO<,2>為載體,采用浸漬-焙燒-原位還原方法制備Cu/SiO<,2>催化劑具有很高的催化活性.在Cu/SiO<,2>催化劑上,常壓;T

2、=325℃;保持反應總空速(GHSV)為1635h<'-1>;苯胺/乙二醇=7,LHSV=0.4h<'-1>;水蒸氣流速為41ml/min;氫氣流速為35ml/min的反應條件下,乙二醇轉(zhuǎn)化率為100﹪,吲哚收率可高達88﹪,比專利報導的最好結(jié)果高出近10﹪.催化劑中Cu的擔載量是影響催化劑的活性的一個重要因素,在0-4.35﹪的范圍內(nèi),伴隨著擔載量的增加,吲哚的選擇率同步增加.在擔載量達到4.35﹪時,吲哚的選擇率達到最大值(88﹪)

3、.之后隨著擔載量的增加吲哚收率開始下降.Cu/SiO<,2>催化劑在反應過程中存在失活很快的現(xiàn)象.XRD、TG表征表明,Cu/SiO<,2>催化劑短時間失活的主要原因是催化劑上的積炭造成的.加入水蒸汽、氫氣都可以抑制催化劑的失活.水蒸氣還能大大提高吲哚的選擇率,其可能機制是:一方面可以抑制乙二醇的副反應;另一方面促使吲哚從催化劑表面快速脫附,從而大大提高吲哚的選擇率.在Cu/SiO<,2>催化劑中,SiO<,2>載體除起分散和支撐Cu組

4、分外,也和催化過程有關,它和Cu組分協(xié)同完成苯胺和乙二醇向吲哚的轉(zhuǎn)化.苯胺和乙二醇在SiO<,2>表面上脫水生成中間物Ⅰ-2-(鄰-氨基苯基)乙醇;該中間物Ⅰ在SiO<,2>和Cu上都可以進一步生成另一中間物Ⅱ-2,3-二氫吲哚;而中間物Ⅱ主要在Cu表面上脫氫生成目的產(chǎn)物—吲哚.而在SiO<,2>表面傾向發(fā)生副反應.該催化反應機制可表示為:(公式略)ZnO在Cu/SiO<,2>催化劑中存在不利于吲哚的生成,推測可能來自Zn與Cu的較強相