固体催化剂在长链烷基酚合成中的应用研究

固体催化剂在长链烷基酚合成中的应用研究

论文摘要

长链烷基酚是合成烷基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂的主要原料之一,长期以来,这类化合物的合成主要是以长链端烯或长链卤代烃为原料与苯酚进行烷基化来合成。这两种原料对于合成长链烷基酚来说成本很高,且以长链端烯更为突出。长链醇是一种很容易得到的有机化工原料,且价格较低,与长链端烯和长链卤代烃相比,在降低烷基酚聚氧乙烯醚生产成本方面有着独特的优势,以长链醇合成长链烷基酚研究尚未见的报道。本文以降低烷基酚聚氧乙烯醚生产成本为目的,研究了在不同的催化剂存在下,由长链醇为烷基化试剂与苯酚直接进行烷基化反应制备系列长链烷基酚。探讨了以浓硫酸、三氯化铝、Al2O3—AlCl3复合催化剂、固体超强酸四种催化剂对长链醇与苯酚的烷基化反应的作用。考察了不同催化剂用量、反应时间、反应温度和醇/酚摩尔比对烷基化反应的影响。研究表明,利用固体超强酸Fe2O3·SO42-催化合成长链烷基酚,操作方便、反应时间短、产品收率较高,且焙烧温度为550℃时的催化效果最佳,其催化合成长链烷基酚的活性高于另外三种催化剂。催化剂用量、反应时间、反应温度和醇/酚摩尔比均随烷基链的增长略有增加。当采用物料比1.0~1.2(mol/mol),反应时间为180~240min,收率最高可达68.6%。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究的现状
  • 1.2 烷基化反应
  • 1.2.1 烷基化反应的工业生产沿革
  • 1.2.2 烷基化反应的反应类型
  • 1.2.3 烷基化反应的过程条件
  • 1.2.4 烷基化反应的反应器
  • 1.2.5 烷基化反应的工业应用
  • 1.3 烷基化反应的催化剂
  • 1.3.1 烷基化反应催化剂的背景
  • 1.3.2 传统的烷基化反应催化剂
  • 1.3.3 传统的烷基化反应催化剂的缺点
  • 1.3.4 绿色化学要求取代传统液体酸催化剂
  • 1.3.5 固体超强酸催化剂的优势
  • 1.4 苯酚与醇烷基化反应机理
  • 1.5 研究的意义与目的
  • 1.6 研究的内容
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 实验试剂与仪器
  • 2.2 浓硫酸催化的烷基化反应
  • 3催化的烷基化反应'>2.3 ALCL3催化的烷基化反应
  • 2O3对ALCL3催化性能的辅助作用研究'>2.4 AL2O3对ALCL3催化性能的辅助作用研究
  • 2O3·SO42-固体超强酸催化的烷基化反应'>2.5 FE2O3·SO42-固体超强酸催化的烷基化反应
  • 第三章 实验结果与讨论
  • 3.1 浓硫酸催化的烷基化反应
  • 3.1.1 浓硫酸用量对烷基化反应的影响
  • 3.1.2 反应时间对烷基化反应的影响
  • 3.1.3 物料配比(醇酚比)对烷基化反应的影响
  • 3.1.4 反应温度对烷基化反应的影响
  • 3催化的烷基化反应'>3.2 ALCL3催化的烷基化反应
  • 3用量对烷基化反应的影响'>3.2.1 AlCl3用量对烷基化反应的影响
  • 3.2.2 反应时间对烷基化反应的影响
  • 3.2.3 物料配比(醇酚比)对烷基化反应的影响
  • 3.2.4 反应温度对烷基化反应的影响
  • 2O3对ALCL3催化性能的辅助作用研究'>3.3 AL2O3对ALCL3催化性能的辅助作用研究
  • 3.3.1 物料配比对烷基化反应的影响
  • 3.3.2 反应温度
  • 3.3.3 反应时间对烷基化反应的影响
  • 2O3的使用对AlCl3催化剂催化性能的影响'>3.3.4 Al2O3的使用对AlCl3催化剂催化性能的影响
  • 2O3的作用'>3.3.5 Al2O3的作用
  • 3.4 固体超强酸催化的烷基化反应
  • 2O3·SO42-型固体超强酸催化剂的制备与表征'>3.4.1 Fe2O3·SO42-型固体超强酸催化剂的制备与表征
  • 2O3·SO42-型固体超强酸焙烧温度对烷基化反应的影响'>3.4.2 Fe2O3·SO42-型固体超强酸焙烧温度对烷基化反应的影响
  • 2O3·SO42-型固体超强酸催化剂用量对烷基化反应的影响'>3.4.3 Fe2O3·SO42-型固体超强酸催化剂用量对烷基化反应的影响
  • 3.4.4 反应时间对烷基化反应的影响
  • 3.4.5 物料配比对烷基化反应的影响
  • 3.4.6 反应温度对烷基化反应的影响
  • 2O3·SO42-型固体超强酸催化剂的再利用'>3.4.7 Fe2O3·SO42-型固体超强酸催化剂的再利用
  • 3.5 烷基酚的光谱结构分析
  • 3.5.1 红外光谱分析
  • 1H分析'>3.5.2 核磁共振波谱1H分析
  • 3.5.3 质谱解析
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 附图
  • 硕士研究生期间完成的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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