固体酸在缩醛缩酮合成中的催化应用研究

论文摘要

缩醛（酮）类物质多年来在多个领域均有广泛的用途,国内外制备出了用于香料、树脂、医药工业等领域的缩醛（酮）。利用缩醛合成的可逆性,将其用于羰基或醇羟基的保护,来合成目标产物。缩醛（酮）具有类似于醚的结构,在碱性介质中化学稳定性很好,具有香气类型多,原料来源丰富,生产工艺简单等特点。它的合成与应用开发一直以来都是人们不断探索的领域。许多有机反应都属于酸催化反应,缩合反应就是其典型代表。采用传统的液体酸催化剂催化缩合反应具有许多无法克服的缺点,长期以来,有机化学工作者一直在寻找能替代液体酸的“固体酸”催化剂。经实践证明,应用固体酸催化剂可以避免液体酸催化剂的许多缺点。有些固体酸催化剂具有特殊的结构,其活性位置和取向赋予固体酸催化剂很好的活性和选择性,使得其具有特殊的性能。因此,发展、研究固体酸催化剂催化有机反应具有重要的学术研究价值和广阔的应用前景。多年来,固体酸催化剂是有机化学的一个活跃的研究领域,人们研制出了许多类型的固体酸催化剂,为进一步在石油化工、精细化工领域内应用奠定了坚实的基础。本文以典型的固体酸阳离子交换树脂和固体超强酸为催化剂催化合成了几种缩醛和缩酮,并优化了反应工艺。综述了阳离子交换树脂和固体超强酸的分类以及它们在有机合成中的应用研究。探讨了以固体超强酸为催化剂催化合成季戊四醇双缩苯甲醛,通过测定产物的熔点、红外光谱图和核磁共振图谱对产品结构进行鉴定,在此基础上,探讨了反应物摩尔配比、催化剂用量、反应时间和带水剂用量对反应产率的影响。实验结果表明,固体超强酸用于催化合成季戊四醇双缩苯甲醛的反应,催化活性较高,后续处理简单,产品收率较高,是理想的催化剂研究了以阳离子交换树脂为催化剂催化合成季戊四醇双缩环己酮、苯乙酮、苯甲醛以及1,4-环己二酮双缩乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇,测定了产物的熔点、红外光谱图和核磁共振图谱,考察了反应物摩尔配比、催化剂用量、反应时间和带水剂用量对反应收率的影响,优化了反应条件。实验结果表明,阳离子交换树脂用于催化合成缩醛（酮）的反应,反应条件温和,操作简便,产品收率较高,是理想的催化剂。上述实验结果为固体酸催化剂催化合成缩醛（酮）类物质的工业应用提供了重要的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 引言
• 一 固体酸催化剂研究和应用情况简介
• 1.1 固体超强酸
• 1.1.1 固体超强酸分类
• 1.1.2 固体超强酸在有机合成中的应用研究
• 1.2 阳离子交换树脂
• 1.2.1 阳离子交换树脂分类
• 1.2.2 阳离子交换树脂在有机合成中的应用研究
• 二 有机化合物结构的鉴定
• 三 本文选题意义和研究内容
• 第二章 固体超强酸催化合成双缩醛（酮）的研究
• 2.1 固体超强酸催化合成季戊四醇双缩苯甲醛
• 2.2 试验部分
• 2.2.1 催化合成
• 2.2.2 产品分析
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 产物熔点测定
• 2.3.2 FT-IR谱图分析
• H-NMR谱图分析'>2.3.3 1^H-NMR谱图分析
• 2.3.4 催化条件对反应的影响
• 2.3.5 固体超强酸催化机理探讨
• 2.4 结论
• 第三章 强酸性阳离子交换树脂催化合成双缩醛（酮）的研究
• 3.1 强酸性阳离子交换树脂催化合成季戊四醇双缩苯乙酮
• 3.1.1 试验部分
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.3 结论
• 3.2 强酸性阳离子交换树脂催化合成季戊四醇双缩环己酮
• 3.2.1 试验部分
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.3 结论
• 3.3 强酸性阳离子交换树脂催化合成季戊四醇双缩苯甲醛
• 3.3.1 试验部分
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.3.3 结论
• 3.4 强酸性阳离子交换树脂催化合成1,4-环己二酮双缩乙二醇
• 3.4.1 试验部分
• 3.4.2 结果与讨论
• 3.4.3 结论
• 3.5 强酸性阳离子交换树脂催化合成1,4-环己二酮双缩1,2-丙二醇
• 3.5.1 试验部分
• 3.5.2 结果与讨论
• 3.5.3 结论
• 3.6 强酸性阳离子交换树脂催化合成1,4-环己二酮双缩1,3-丙二醇
• 3.6.1 试验部分
• 3.6.2 结果与讨论
• 3.6.3 结论
• 3.7 强酸性阳离子交换树脂催化合成1,4-环己二酮双缩1,4-丁二醇
• 3.7.1 试验部分
• 3.7.2 结果与讨论
• 3.7.3 结论
• 3.8 小结
• 参考文献
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文
• 致谢