多環(huán)芳烴的選擇性催化加氫研究.pdf

1、多環(huán)芳烴產(chǎn)生于煤焦油、石油以及未充分燃燒的有機化合物，在自然界中分布廣泛。但由于其具有致癌性且可誘發(fā)基因突變，對自然環(huán)境及人類健康都產(chǎn)生了嚴重的影響。將多環(huán)芳烴的部分苯環(huán)飽和得到的產(chǎn)物不僅毒性有所下降，而且在高分子、醫(yī)藥以及燃料等領域都有著廣泛的應用，從而大大提高了多環(huán)芳烴的附加值。據(jù)此，本文以稠環(huán)芳烴和聯(lián)苯型及多苯代芳烴為反應對象，系統(tǒng)研究了多環(huán)芳烴的選擇性催化加氫規(guī)律。本研究主要內容包括：
　?、旁谳吝x擇性加氫制備四氫萘的反應

2、中，驟冷骨架鎳催化劑表現(xiàn)出最佳的催化活性和目標產(chǎn)物選擇性。以環(huán)己烷為溶劑，在353 K、1.0 MPa H2下反應25 min，萘100％轉化，四氫萘收率達到100％。當硫化物存在時，驟冷骨架鎳較常規(guī)骨架鎳展示出更高的抗硫性。以驟冷骨架鎳為催化劑，進一步考察了其它稠環(huán)芳烴的加氫反應規(guī)律:對于雙環(huán)稠環(huán)芳烴，取代基的空間位阻、取代位置以及雜原子的配位作用均會影響反應的速率和產(chǎn)物的分布;對于三環(huán)及三環(huán)以上稠環(huán)芳烴，苯環(huán)周圍的空間位阻將決定反應

3、的速率和產(chǎn)物的分布。
　?、圃诤拥碾p環(huán)稠環(huán)芳烴—喹啉的催化加氫反應中，驟冷骨架Ni可高選擇性催化加氫制備1，2，3，4-四氫喹啉，但催化劑無法完成循環(huán)套用，而膠體法制備的雙金屬納米[Pd-Pt]/C催化劑被證實具有更好的抗氮性能。當保護劑Tween-20和Brij-35同時使用且n(Pd)/n(Pt)=1∶3時，以乙醇為溶劑，在403 K、2.5 MPa H2下反應50 min，喹啉轉化率為100％，1，2，3，4-四氫喹啉

4、收率為100％，且催化劑可循環(huán)套用8次。
　?、窃诼?lián)苯選擇性催化加氫制備環(huán)己基苯的反應中，驟冷骨架鎳較常規(guī)骨架鎳和負載型貴金屬催化劑表現(xiàn)出更好的催化性能。以THF為溶劑，于373 K、2.0 MPa H2下反應1.5 h，聯(lián)苯100％轉化，環(huán)己基苯收率達到99.5％。進一步利用驟冷骨架鎳考察了其它聯(lián)苯型及多苯代芳烴的加氫規(guī)律:對于聯(lián)苯型芳烴，取代基的空間位阻、取代位置以及雜原子的配位作用會在很大程度上決定反應速率和產(chǎn)物分布;而對于

5、多苯代芳烴，苯環(huán)之間的距離以及苯環(huán)周圍的空間位阻將決定反應速率和產(chǎn)物分布。
　?、仍?-羥基聯(lián)苯選擇性催化加氫制備4-環(huán)己基苯酚的反應中，采用膠體法制備的Pd/C催化劑表現(xiàn)出更好的目標產(chǎn)物選擇性。采用極性反應溶劑，Pd(OAc)2為Pd源以及以活性炭為載體制備的催化劑有利于4-羥基聯(lián)苯高選擇性催化加氫制備4-環(huán)己基苯酚。在THF溶劑中，于363 K、8.0 MPa H2下反應90 min，4-羥基聯(lián)苯轉化率為100％，4-環(huán)己基苯