固体酸催化合成4,4’-二氨基二苯甲烷及其衍生物

固体酸催化合成4,4’-二氨基二苯甲烷及其衍生物

论文摘要

4,4’-二氨基二苯甲烷(4,4’-MDA)及其衍生物是一类重要的有机合成中间体,用于生产二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、缓蚀剂、环氧树脂固化剂等。其传统的合成方法是液体酸(如HCl,H2SO4,HNO3等)为催化剂,催化苯胺与甲醛溶液的反应来制备。本论文采用浸渍法将磷酸(P)负载到介孔分子筛SBA-15上,研究了固体酸催化剂P/SBA-15在邻叔丁基苯胺与多聚甲醛反应合成4,4’-二氨基-3,3′-二叔丁基二苯甲烷(4,4’-MBTBA)的催化性能。结果显示P/SBA-15催化剂在较弱的酸性条件有较好的催化效果。在最佳反应条件下,目标产物4,4’-MBTBA的得率达到50%。论文进一步通过酸性蒙脱土作为催化剂(H-Mont)研究催化剂择形作用对该反应的影响。结果显示蒙脱土类催化剂活性明显高于γ-Al2O3、HY、PW/C、P/SBA-15和HCl,并且蒙脱土类催化剂对反应有明显的择形作用,在最佳反应条件下,目标产物MBTBA的得率达到83.9%。此外,论文还对固体酸催化剂催化苯胺与芳香醛合成二胺基三苯基甲烷类物质进行研究。结果发现在无溶剂条件下,固体酸催化剂对于合成二胺基三苯基甲烷类物质表现出较好的活性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 文献综述
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 4,4′-二氨基二苯甲烷(4,4′-MDA)及其衍生物的合成的综述
  • 1.2.1 二氨基二苯甲烷(DADPM)的合成
  • 1.2.2 4,4′-二氨基-3,3′-二叔丁基二苯甲烷(4,4′-MBTBA)的合成
  • 1.2.3 关于三苯基甲烷(DATPM)的合成
  • 1.3 关于SBA-15的概述
  • 1.3.1 SBA-15的结构与性质
  • 1.3.2 SBA-15相关反应的研究进展
  • 1.4 关于蒙脱土的概述
  • 1.4.1 蒙脱土的结构与性质
  • 1.4.2 蒙脱土催化反应进展
  • 1.5 论文研究内容与目标
  • 第2章 实验
  • 2.1 实验原料
  • 2.2 实验步骤
  • 2.2.1 固体酸催化剂的制备
  • 2.2.2 反应步骤
  • 2.3 催化剂表征方法
  • 1H NMR与13C NMR)'>2.3.1 核磁分析(1H NMR与13C NMR)
  • 2.3.2 质谱分析(HRMS EI)
  • 2.3.3 红外光谱分析(FTIR KBr压片法)
  • 2.3.4 吡啶-红外(Py-IR)
  • 2.3.5 X射线粉末衍射(XRD)
  • 2.3.6 X射线荧光光谱仪(XRF)
  • 2.3.7 比表面积测定(BET)
  • 2.3.8 热重与差热分析(TG/DTA)
  • 2.3.9 NH3-TPD表征
  • 第3章 P/SBA-15催化合成4,4′-二氨基-3,3′-二叔丁基二苯甲烷的研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 不同负载量P/SBA-15样品X射线多晶衍射
  • 3.3 30%P/SBA-15孔径分析
  • 3.4 30%P/SBA-15吡啶红外
  • 3.5 不同负载量P/SBA-15的NH3-TPD
  • 3.6 不同催化剂的反应活性
  • 3.7 催化剂制备条件的选择
  • 3.8 反应条件的选择
  • 第4章 H-Mont催化合成4,4′-二氨基-3,3′-二叔丁基二苯甲烷的研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 不同催化剂的活性比较
  • 4.3 通过改变层间距研究择形机理
  • 4.3.1 不同催化剂的比表面积(BET)
  • 4.3.2 不同催化剂的催化活性
  • 4.3.3 不同催化剂的小角XRD图
  • 4.4 不同种类蒙脱土的活性比较
  • 4.4.1 不同蒙脱土的小角XRD图
  • 4.4.2 不同蒙脱土的活性比较
  • 4.5 催化剂量对反应的影响
  • 4.6 不同原料配比对反应的影响
  • 4.7 甲醛种类对反应的影响
  • 4.8 反应时间、反应温度以及反应溶剂对反应的影响
  • 4.9 催化剂重复性的考察
  • 4.10 热重分析
  • 4.11 反应机理的探讨
  • 第5章 二氨基三苯基甲烷类物质的合成的研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 关于4,4′-二氨基-4″-羟基三苯基甲烷合成的研究
  • 5.2.1 磷钨酸作为催化剂合成4,4′-二氨基-4″-羟基三苯基甲烷
  • 5.2.2 不同催化剂的活性比较
  • 5.3 关于4,4′4″-三氨基三苯基甲烷合成的研究
  • 5.3.1 不同催化剂的活性比较
  • 第6章 论文总结
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢
  • 附录
  • 相关论文文献

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