新型環(huán)境友好催化劑催化貝克曼重排反應(yīng)的研究.pdf

1、酮肟在酸性催化劑作用下,發(fā)生分子重排反應(yīng),生成相應(yīng)的酰胺,這個反應(yīng)稱為Beckmann 重排反應(yīng)。Beckmann 重排反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中重要反應(yīng)之一,可通過該反應(yīng)中生成的酰胺或酰胺的水解產(chǎn)物來測定原來酮肟的結(jié)構(gòu),也可以用此反應(yīng)較經(jīng)濟(jì)地合成一系列有機(jī)化合物。工業(yè)上也利用該反應(yīng)生產(chǎn)纖維和合成材料最重要的原料之一ε-己內(nèi)酰胺。由于該反應(yīng)在有機(jī)合成中的廣泛用途，可以預(yù)料在不久的將來,Beckmann重排反應(yīng)會在更多方面得到應(yīng)用。Beckmann

2、 重排反應(yīng)使用的催化劑通常是路易斯酸，這類催化劑由于其強(qiáng)酸性、強(qiáng)氧化性、強(qiáng)腐蝕性、毒性等因素,使得反應(yīng)操作復(fù)雜,后處理繁瑣,有的反應(yīng)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，而且會引起反應(yīng)設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染和安全等問題。在提倡原子經(jīng)濟(jì)和環(huán)境經(jīng)濟(jì)的今天,化學(xué)家們多年來一直試圖開發(fā)一種環(huán)境友好的反應(yīng)體系,故尋找新的環(huán)境友好的貝克曼重排催化劑是一個十分活躍的課題。本論文主要研究了環(huán)境友好的支載型催化劑催化貝克曼重排反應(yīng)。我們制備了五種催化劑：硅膠支載氯化磷、硅膠支載氧

3、氯化磷、硅膠支載苯磺酸、硅膠支載甲基苯磺酸以及人造沸石支載硫酸。然后研究了它們催化貝克曼重排反應(yīng)的效果，發(fā)現(xiàn)這些催化劑不但反應(yīng)活性高，操作過程簡單，且沒有環(huán)境污染，可以回收重復(fù)利用，是一些綠色的催化劑。本研究分為六個部分：
　　 第一章：綜述本章綜述了貝克曼重排反應(yīng)的發(fā)展歷史，重點(diǎn)介紹了近幾年來出現(xiàn)的用于貝克曼重排的一些新的氧化物、分子篩、路易斯酸以及支載型催化劑，還對離子液體、超純水、以及微波、超聲波促進(jìn)貝克曼重排反應(yīng)進(jìn)行了簡

4、單的介紹。
　　 第二章：硅膠支載氯化磷催化貝克曼重排反應(yīng)在微波輻射下，用硅膠支載氯化磷來催化Beckmann 重排反應(yīng)，反應(yīng)具有較高的轉(zhuǎn)化率和選擇性，實驗操作及后處理簡單，催化劑易分離且可以回收利用，整個反應(yīng)過程中對環(huán)境影響較小，是一種可供選擇的比較理想的Beckmann 重排反應(yīng)的催化劑。采用微波技術(shù)，縮短了反應(yīng)時間，提高了產(chǎn)物的選擇性。在相同的條件下，硅膠支載氯化磷還可以催化醛肟脫水生成相應(yīng)的腈。
　　 第三章：硅

5、膠支載氧氯化磷催化貝克曼重排反應(yīng)本章采用研磨的方法制備了硅膠支載氧氯化磷催化劑。微波輻射條件下，以THF為溶劑，硅膠支載氧氯化磷能夠有效地催化酮肟生成相應(yīng)的酰胺。該催化劑反應(yīng)活性高，選擇性好，易與產(chǎn)物分離，且沒有環(huán)境污染；采用微波技術(shù)，縮短了反應(yīng)時間，提高了產(chǎn)物的選擇性。在相同的條件下，硅膠支載氧氯化磷還可以催化醛肟脫水生成相應(yīng)的腈。
　　 第四章：硅膠支載苯磺酸催化貝克曼重排反應(yīng)本章研究了硅膠支載苯磺酸催化貝克曼重排反應(yīng)。在微

6、波輻射下，以1，2-二氯乙烷為溶劑，硅膠支載苯磺酸催化酮肟發(fā)生貝克曼重排反應(yīng)生成相應(yīng)的酰胺；在相同的條件下，硅膠支載苯磺酸還可以催化醛肟脫肟生成相應(yīng)的醛。該催化劑反應(yīng)活性高，易與產(chǎn)物分離，且無環(huán)境污染，是一種綠色的催化劑。另外，采用微波技術(shù)，縮短了反應(yīng)時間，提高了產(chǎn)物的選擇性。
　　 第五章：硅膠支載甲基苯磺酸催化貝克曼重排反應(yīng)用芐氯直接與硅膠反應(yīng)，再與氯磺酸反應(yīng)制備了另一種穩(wěn)定的，活性較高的催化劑，即：硅膠支載甲基苯磺酸。在微

7、波輻射下，以1，2-二氯乙烷為溶劑，硅膠支載甲基苯磺酸催化酮肟發(fā)生貝克曼重排反應(yīng)生成相應(yīng)的酰胺；在相同的條件下，硅膠支載甲基苯磺酸還可以催化醛肟脫肟生成相應(yīng)的醛。該催化劑反應(yīng)活性高，易與產(chǎn)物分離，且無環(huán)境污染，是一種綠色的催化劑。另外，采用微波技術(shù)，縮短了反應(yīng)時間，提高了產(chǎn)物的選擇性。
　　 第六章：人造沸石支載硫酸催化貝克曼重排反應(yīng)人造沸石(Permutite)是一種易制易得的固體，其功能與天然沸石相似，我們嘗試了以它為載體，