雙氧水氧化環(huán)戊酮合成δ-環(huán)戊內(nèi)酯的工藝研究.pdf

1、δ-環(huán)戊內(nèi)酯是一種重要的有機(jī)合成中間體，應(yīng)用廣泛。近年來，其開環(huán)聚合所得的聚環(huán)戊內(nèi)酯在醫(yī)用材料與環(huán)保方面有著非常廣闊的拓展用途，使得δ-環(huán)戊內(nèi)酯的市場需求量正在逐年增加。因此，對δ-環(huán)戊內(nèi)酯的合成工藝進(jìn)行研究的意義十分遠(yuǎn)大，探索出一條反應(yīng)條件溫和、清潔安全和易于工業(yè)化生產(chǎn)的合成工藝路線顯得尤為重要。δ-環(huán)戊內(nèi)酯的合成路線有很多，其中以環(huán)戊酮的Baeyer-Villiger氧化合成法最為可行。
　　本文以環(huán)戊酮為原料，進(jìn)行了δ-環(huán)戊

2、內(nèi)酯的合成工藝及動(dòng)力學(xué)等方面的研究，具有重要的工程應(yīng)用前景和學(xué)術(shù)意義。
　　篩選了多種路易斯酸、金屬氧化物對環(huán)戊酮合成δ-環(huán)戊內(nèi)酯的催化效果。結(jié)果表明，SnO2和WO3對該反應(yīng)有較高的催化活性，催化效果要好于其它的催化劑。進(jìn)而以SnCl4·5H2O和Na2WO4·2H2O為前驅(qū)體，通過化學(xué)沉淀法制得了系列Sn-W復(fù)合金屬氧化物催化劑，并經(jīng)XRD、FTIR、BET和SEM等技術(shù)表征，然后研究了其對該反應(yīng)的催化反應(yīng)性能。結(jié)果表明，在不

3、同配比的系列復(fù)合金屬氧化物催化劑Sn/W-x-T中，發(fā)現(xiàn)SnO2/WO3的物質(zhì)的量比為2:1，焙燒溫度為600℃時(shí)制得的氧化物Sn/W-2-600對環(huán)戊酮Baeyer-Villiger氧化表現(xiàn)出比較好的催化性能，故選Sn/W-2-600復(fù)合金屬氧化物作為本實(shí)驗(yàn)的催化劑。
　　本課題以環(huán)戊酮為原料，30％雙氧水為氧化劑，Sn/W-2-600為催化劑，環(huán)己烷為帶水劑，丙酸為溶劑，負(fù)壓條件下合成了δ-環(huán)戊內(nèi)酯。經(jīng)減壓蒸餾的方式對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物

4、進(jìn)行提純，并經(jīng)FTIR、1HNMR表征分析。通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)對合成δ-環(huán)戊內(nèi)酯的工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：環(huán)戊酮0.025 mol計(jì)，催化劑用量為40%，n（H2O2）：n（環(huán)戊酮）=1.5，n（丙酸）：n（環(huán)戊酮）=13.5，反應(yīng)時(shí)間4.5 h，真空度為0.07 MPa，帶水劑環(huán)己烷15 mL，在此條件下，δ-環(huán)戊內(nèi)酯的收率為72.26%。經(jīng)探究，催化劑可重復(fù)使用3次，催化活性變化不大。
　　對雙氧水氧化環(huán)戊酮合成δ-環(huán)戊內(nèi)酯