三氧化二锰氧化法制备苯甲醛和2-氟-4-溴苯甲醛

论文摘要

氟代苯甲醛是一类非常重要的有机化工原料和反应中间体,广泛应用于化学品、医药、农药、新型材料的合成等领域。但目前大多采用水解法和电解法进行制备。这些方法都污染严重。本论文研究了以Mn2O3为氧化剂,甲苯和2-氟-4-溴甲苯为原料来合成苯甲醛和2-氟-4-溴苯甲醛的新工艺过程。在由甲苯制备苯甲醛的反应中,采用正交分析法,讨论了反应温度、Mn2O3的加入量、硫酸溶液的浓度和硫酸溶液加入量等因素对反应的影响。提出优化工艺条件为:在甲苯为7ml一定的情况下,反应温度控制在65℃,三氧化二锰的加入量为1.4160g,硫酸溶液的浓度为7.3mol/L,水相的体积为30ml。在此条件下苯甲醛的最佳收率为93.27%。在由2-氟-4-溴甲苯合成2-氟-4-溴苯甲醛反应中,仍采用正交分析法,讨论了反应温度、Mn2O3的加入量、硫酸溶液的浓度和硫酸溶液加入量等因素对反应的影响。提出优化的工艺条件为:反应温度为75℃,三氧化二锰的加入量为0.56g,硫酸溶液浓度为7.6mol/L,水相的体积为35ml。在最佳工艺条件下2-氟-4-溴苯甲醛的收率为59.89%。通过对甲苯和2-氟-4-溴甲苯动力学的考察,发现反应都具有明显的零级反应特征,甲苯的整体的活化能为69kJ/mol,2-氟-4-溴甲苯的活化能为237kJ/mol。水相经过活性炭吸附处理并补充适量硫酸后,多次循环使用对反应没有影响。使整个循环过程构成闭合的绿色化生产工艺。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 第二章 文献综述
• 2.1 电合成法
• 2.1.1 直接氧化法
• 2.1.2 间接电氧化法
• 2.1.3 成对电合成法
• 2.1.4 电还原法
• 2.1.5 牺牲阳极法
• 2.1.6 超声电合成
• 2.2 有机化学合成法
• 2.2.1 氟化法
• 2.2.2 卤化水解法
• 2.2.3 氟代甲苯氧化法
• 2.2.4 三氧化二锰法
• 2.2.5 超（近）临界流体法
• 2.3 前景展望
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验原理
• 3.2 实验仪器
• 3.3 实验试剂和原料
• 3.4 主要实验方法
• 3.4.1 三氧化二锰的制备
• 3.4.2 甲苯最佳氧化条件的研究
• 3.4.3 2-氟-4-溴甲苯最佳氧化条件的研究
• 3.4.4 产品收率的测定
• 3.4.5 循环水相处理的研究
• 3.4.6 甲苯与2-氟-4-溴甲苯氧化反应动力学的研究
• 第四章 苯甲醛和2-氟-4-溴苯甲醛最佳制备条件的研究
• 4.1 三氧化二锰制备的研究
• 4.2 苯甲醛最佳制备条件的研究
• 4.2.1 氧化制备苯甲醛最佳条件正交实验研究
• 4.3 2-氟-4-溴苯甲醛最佳制备条件的研究
• 4.3.1 氧化制备2-氟-4-溴苯甲醛最佳条件正交实验研究
• 4.4 水相处理循环利用
• 4.5 小结
• 2O₃氧化甲苯与2-氟-4-溴甲苯动力学的研究'>第五章 Mn₂O₃氧化甲苯与2-氟-4-溴甲苯动力学的研究
• 5.1 反应动力学原理分析
• 5.1.1 反应历程的分析
• 5.1.2 动力学模型建立的原理
• 5.2 实验结果
• 5.2.1 甲苯的动力学实验结果
• 5.2.2 2-氟-4-溴甲苯的动力学实验结果
• 5.3 动力学推导
• 5.3.1 甲苯的动力学推导
• 5.3.2 2-氟-4-溴甲苯的动力学推导
• 5.4 甲苯和2-氟-4-溴甲苯的动力学参数比较
• 5.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢