催化氢化法合成反-4-苯基环己醇

论文摘要

反-4-苯基环己醇是合成4-溴苯基环己酮的重要中间体。本文以4-苯基苯酚的催化氢化来制备反-4-苯基环己醇。但该法存在选择性氢化这一技术难点,产物分布复杂,分离纯化困难。本文通过考查不同催化剂、温度、压力、催化剂用量、pH值、搅拌速度、溶剂和时间对反应选择性的影响,总结出了最优反应条件和分离方案。实验结果表明:以W-7型Raney-Ni为催化剂,物料配比3:1,反应温度50℃、压力0.5～1.0MPa、搅拌速度800r/min,在乙醇溶剂中催化氢化4-苯基苯酚时,反-4-苯基环己醇的选择性和收率均可提高到39.89%。以V（四氯化碳）:V （乙酸乙酯）=8.0:2.5的混合溶剂为洗脱剂进行硅胶柱层析分离,反-4-苯基环己醇的产率可达37.15%,气相色谱测定其纯度高达100%,并用红外光谱对其结构进行了确认。本文对4-苯基苯酚催化氢化合成反-4-苯基环己醇的机理进行了探讨。结果表明:4-苯基苯酚的催化氢化,首先是两个苯环各自被氢化成苯的单取代产物和苯的1,4取代产物,在较温和的条件下以Raney-Ni为催化剂有利于生成前者,然后从催化剂上解吸掉,接着吸附新的4-苯基苯酚,这一过程基本完成之后,部分氢化产物才以相对明显的趋势继续氢化。较高温度下还可能有烯醇-酮的互变异构现象。本文还对4-苯基苯酚催化氢化合成反-4-苯基环己醇进行了动力学研究。结果表明:在323K,0.5～1.0Mpa下,Langvmuir历程很好的表现了反应的本质;主副反应均为一级反应,其表观动力学方程分别为:主反应:副反应:其中, k1 = 0.28h-1 , k2 = 0.18 h-1 , k3 = 0.1383h-1 , k4 = 0.0303h-1 , k5= 0.0256h-1。反应的活化能为20.2KJ/mol。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 前言
• 1.1 液晶简介
• 1.2 国内外研究进展及发展趋势
• 1.3 合成路线
• 1.3.1 4-（4-溴苯基）环己酮的合成路线
• 1.3.2 反-4-苯基环己醇的合成路线
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 1.5 课题研究的内容
• 1.5.1 路线的选择
• 1.5.2 催化剂的选择
• 1.5.3 催化氢化反应条件的研究
• 1.5.4 分离纯化条件的探索
• 1.5.5 反应机理的确定
• 1.5.6 催化氢化反应动力学的研究
• 2 理论部分
• 2.1 催化氢化的基本理论
• 2.2 多相催化氢化反应历程
• 2.3 氢化催化剂
• 2.3.1 氢化催化剂的分类及性质
• 2.3.2 多相氢化催化剂
• 2.4 影响氢化反应的因素
• 2.4.1 氢化反应条件的影响
• 2.4.2 选择性和底物结构对氢化反应的影响
• 2.5 4–苯基苯酚的催化氢化机理
• 3 实验部分
• 3.1 实验原料及试剂
• 3.2 实验设备与仪器
• 3.3 实验采用的分析与分离方法
• 3.3.1 分析方法
• 3.3.2 分离方法
• 3.4 原料及部分产物的物理性质
• 3.5 实验
• 3.5.1 实验装置
• 3.5.2 操作步骤
• 3.6 产品后处理
• 3.6.1 后处理流程图
• 3.6.2 气相色谱分析
• 3.6.3 薄层层析分离
• 3.6.4 柱层析分离
• 3.7 目标产品的定性分析
• 3.7.1 熔点测定
• 3.7.2 官能团的定性检测
• 3.7.3 红外色谱分析
• 4 结果与讨论
• 4.1 催化剂对氢化反应的影响
• 4.1.1 两种类型Raney-Ni 催化剂对反应的影响
• 4.1.2 不同种类催化剂对反应的影响
• 4.2 氢化反应条件的影响
• 4.2.1 温度对反应的影响
• 4.2.2 压力对反应的影响
• 4.2.3 催化剂用量对反应的影响
• 4.2.4 pH 值对反应的影响
• 4.2.5 搅拌速度对反应的影响
• 4.2.6 溶剂对反应的影响
• 4.2.7 时间对反应的影响
• 4.3 小结
• 5 反应动力学研究
• 5.1 实验
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 内扩散对反应的影响
• 5.2.2 外扩散对反应的影响
• 5.3 动力学模型
• 5.4 模型参数的求取
• 5.5 模型验证
• 5.6 反应表观活化能
• 5.7 小结
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 符号说明
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 附图