以羰基化合物肟化反應為基礎的肟類橡膠助劑清潔生產工藝.pdf

1、對苯醌二肟是一種性能優(yōu)良的交聯(lián)劑,在橡膠工業(yè)中有著非常廣泛的應用,我國每年均生產數十萬噸對苯醌二肟,但由于現代社會對環(huán)境越來越重視,化學工業(yè)朝著綠色化的方向發(fā)展,對苯醌二肟生產技術面臨著改進革新的挑戰(zhàn),既經濟又環(huán)保的生產對苯醌二肟生產技術,是目前化學工作者努力實現的目標。本論文以清潔生產為核心目標,通過對現行工業(yè)制備對苯醌二肟和二苯甲酰對苯醌二肟的技術進行改進,減少廢水及污染物的排放,提高產品的產率和產品的質量。并且在此基礎上,利用羰基

2、化合物和羥胺的親核加成反應,來合成對苯醌二肟,使得生產過程中原子利用率大為提高,且產率顯著改善。1.以醋酸為催化劑,兩步法合成對苯醌二肟本章從經濟性及對苯醌二肟的產率出發(fā),對工業(yè)上以苯酚,亞硝酸鈉,硫酸和鹽酸羥胺為原料,兩步合成對苯醌二肟的方法進行改良。實驗以少量醋酸作為催化劑,水溶液為溶劑,研究對苯醌二肟在水體系中的合成,并探索了該體系中對苯醌二肟合成的最佳條件。結果表明,以醋酸為催化劑代替工業(yè)合成中的強堿化環(huán)境,能夠使得對苯醌二肟的

3、產率有顯著的提高:在苯酚,亞硝酸鈉,醋酸摩爾比1∶1.3∶0.33時,對苯醌二肟產率可達到65.3％。并且由于反應條件溫和,反應時溶液PH值約為4.5,因此無需耐強酸強堿的反應設備,降低了生產成本。2.以碳酸鈣為催化劑合成對苯醌二肟前面一章使用醋酸為催化劑,兩步法合成對苯醌二肟雖然可以較大幅度的提高產品的產率,但是需要兩步合成,步驟繁瑣,原子利用率較低,并且由于使用了水體系,產生了較多的廢液,對環(huán)境亦不友好。本章從環(huán)保經濟性出發(fā),以碳酸

4、鈣為催化劑,探索以對苯醌和鹽酸羥胺為原料在乙醇-水體系中(體積比1∶3合成對苯醌二肟的最佳條件。實驗表明,在70℃,鹽酸羥胺與對苯醌摩爾比為5.0對苯醌二肟的產率可達到67.3%。此反應一步合成了對苯醌二肟,并且溶劑乙醇可以回收利用,在保證了對苯醌二肟產率的前提下,進一步降低了生產成本,并且原子利用率大大高于兩步法合成對苯醌二肟,反應更為綠色化。3.以氨水為緩沖劑合成對苯醌二肟以碳酸鈣為催化劑合成對苯醌二肟,雖然簡化了反應步驟,提高了原

5、子利用率,但是對苯醌二肟的產率還比較低,導致最終產品中夾雜了少量的對苯醌,影響了產品的純度。本章從提高對苯醌的利用率和綠色化反應的角度出發(fā),將對苯醌溶于乙醇體系中,采用滴加鹽酸羥胺水溶液(鹽酸羥胺水溶液用氨水來調節(jié)PH值)的方法,得到了純度較高的對苯醌二肟,并且產率有了長足的進步。并且由于體系中以乙醇為主,因為反應廢水排放量極少,符合綠色化的要求。結果表明,控制鹽酸羥胺水溶液的PH=8,鹽酸羥胺與對苯醌摩爾比為2.8∶1.0時,對苯醌二

6、肟的產率可達93.7%。4.以對苯醌二肟為原料綠色化合成二苯甲酰對苯醌二肟二苯甲酰對苯醌二肟也是一種橡膠硫化劑,用途與對苯醌二肟相近,但由于結構中含有苯甲?；?故比對醌二肟具有更強的硫化遲效性,不易焦燒。本章主要是在氯仿體系中,探索以對苯醌二肟和苯甲酰氯為原料,在非均相條件下,綠色化合成二苯甲酰對苯醌二肟。實驗表明,在對苯醌二肟與苯甲酰氯摩爾比為1.0∶2.3,反應溫度為60℃時,二苯甲酰對苯醌二肟的產率可達到93%,溶劑氯仿可回收93