固體堿催化劑及在有機合成中催化應用研究.pdf

1、堿類催化劑很早就在有機合成和化學工業(yè)中得到廣泛的應用,成為催化領(lǐng)域的重要組成部分。尤其固體超強堿催化劑,因其具有很高的堿強度,催化效率高,無環(huán)境污染,不腐蝕設(shè)備以及可重復使用和再生等優(yōu)點,具有良好的工業(yè)應用前景；近年來,隨著有機—無機復合材料的發(fā)展,以及有機—高分子復合材料的研究與應用,以高分子或無機介孔材料為載體,制備含有機活性集團的功能材料也越來越被科研工作者重視。本文對γ—Al2O2—O2—2Na+型固體超強堿催化劑的研制,及其在

2、有機合成中的應用作了研究；并對有機—高分子催化功能材料進行了探索。
　　 本文一開始,對固體堿類催化劑的研究進展進行了綜述,尤其詳細介紹了固體超強堿催化劑的研究進展。在此基礎(chǔ)上,對傳統(tǒng)Na—NaOH／γ—Al2O3型固體超強堿的研制進行了改進,采用成型的大孔容及比表面積的γ—Al2O3載體,在初步計算出其表面活性羥基數(shù)的基礎(chǔ)上,以堿金屬及堿金屬氫氧化物為原料,優(yōu)化了負載條件,制得了優(yōu)良的γ—Al2O—O2—2Na+型固體超強堿催

3、化劑,同時采用BET、IR、TEM以及XRD等多種表征方對新制備的固體超強堿催化劑進行表征,結(jié)果表明所制備的固體超強堿堿強度H≥37,比表面積為142.52m2.g—1,保留了原載體的孔結(jié)構(gòu),催化效果優(yōu)于傳統(tǒng)制備方法所制備的固體超強堿催化劑。
　　 將新制備的γ—Al2O—O2—2Na+型固體超強堿催化劑應用于生物柴油、環(huán)己酮自縮合、亞芐基丙酮、雙亞芐基環(huán)戊酮以及α,α′—二亞芐基環(huán)己酮的合成中,該催化劑表現(xiàn)出了良好的催化活性,

4、優(yōu)化反應條件后,生物柴油的產(chǎn)率可達92％,環(huán)己酮雙分子縮合產(chǎn)物產(chǎn)率85.66％,亞芐基丙酮的產(chǎn)率可達88.67％,雙亞芐基環(huán)戊酮的產(chǎn)率92.47％,α,α′—二亞芐基環(huán)己酮的產(chǎn)率87.23％,該催化工藝具有催化效率高、無環(huán)境污染、不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點,具有一定的工業(yè)應用前景,尤其是固體超強堿催化劑在羥醛縮合反應中的應用,拓寬了固體超強堿催化劑的應用范圍。
　　 接下來,本文介紹了當前有機—無機以及有機—高分子復合材料的研究狀況,并簡

5、述了這類材料的制備方法:嫁接法與直接合成法(縮合法)。無機—有機復合材料部分主要是將有機胺類抑或季銨堿負載與分子篩上,利用其雜原子上的孤對電子或季銨堿產(chǎn)生的堿性應用于有機化學反應中。這類無機—有機復合固體堿材料以孔吸附或化學鍵的形式與分子篩相互作用而得到的,在催化有機反應過程中通過其活性集團催化有機反應,但有機分子易于流失,造成堿強度降低,并且此類材料要求在溫和反應條件進行化學反應；有機—高分子功能材料的研究主要集中在以纖維素為高分子載

6、體,制備羧甲基纖維素等工業(yè)應用材料,這一類新材料,既體現(xiàn)了本身各自物質(zhì)的化學特性,又綜合了醚的性能,在耐鹽、溶解性能、耐溫以及粘度性能等方面又有互補性,在石油化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、推進劑和膠體炸藥等高附加值領(lǐng)域有更好的表現(xiàn)。
　　 最后,結(jié)合有機—高分子材料的制備方法以及當今的研究現(xiàn)狀,在本科研室現(xiàn)有材料的基礎(chǔ)上,設(shè)計思路,實驗合成了4—甲基吡啶—纖維素功能材料。對這一新材料進行了BET、IR、TEM的表征,證實了此類化合物合成的可