论文摘要
烯烃环氧化反应在有机合成中占有重要地位,其环氧化产物是一类用途极广的有机原料和中间体,广泛用于石油化工、精细化工和有机合成等领域。C5是以石油烃类原料裂解制乙烯过程中的副产品,双环戊二烯是石油裂解C5馏分的一种重要组分,约占C5馏分的14%-19%。它的环氧化产物二氧化双环戊二烯是一类性能优越的脂肪族环氧化物,具有优越的耐候性、耐热性、较高的硬度、良好的电绝缘性能,可用于耐高温浇铸料、玻璃钢、粘合剂、层压材料及电子器件封装等方面,是一个极有发展前途的产品。本论文工作立足于实际,与中国石油天然气集团公司吉林石化分公司联合进行C5馏分下游精细化工产品的研究与开发,就C5馏分中双环戊二烯组分进行环氧化研究。论文从绿色环保角度出发,采用绿色、无污染的H2O2为氧源,对环境危害小的杂多酸为催化剂,设计了三种反应体系,进行双环戊二烯的催化环氧化反应,探索开发一条适合工业化生产二氧化双环戊二烯的绿色催化合成新工艺路线。1)、二氧化硅负载杂多酸/H2O2体系催化双环戊二烯环氧化:分别采用常温浸渍法和溶胶-凝胶法制备了两种负载催化剂,常温浸渍法催化剂催化所得最佳的反应条件为0.75g 30% H3PW12O40)/SiO2,反应温度为65℃,反应时间为16h,以三氯甲烷为溶剂,以30%H2O2为氧化剂;溶胶-凝胶法制备的催化剂体系则为0.5g H3PW12O40)/SiO2,反应温度为65℃,反应时间为12h,以三氯甲烷为溶剂。并对两种方法制备的催化剂催化效果进行了比较。2)、相转移/H2O2体系催化双环戊二烯环氧化:采用相转移催化原理,引入长链季铵盐与杂多酸生成相转移催化剂,从而使反应得以在有机相中进行。并对影响环氧化反应的催化剂用量、反应温度、反应时间、反应溶剂等反应条件进行了讨论,得到了最佳反应条件为:0.026mmolCWP,6.5mmolC（10）H16,13mmol 30%H2O2,15mlCHCl3,65℃,6h,此时双环戊二烯的环氧化反应的转化率为83.75%,二氧化双环戊二烯的选择性为98.47%。3)、杂多酸-离子液体- H2O2体系催化双环戊二烯环氧化:尝试使用绿色溶剂-离子液体替代有毒有机溶剂进行环氧化反应,考察了催化剂用量、反应物料比、反应温度、反应时间对该催化环氧化体系的影响。当H3PW12O40用量为0.01mmol,双环戊二烯与30%过氧化氢的摩尔比为1:2,65℃,反应6h后,双环戊二烯的转化率为43.63%,二氧化双环戊二烯的选择性为98.33%。