离子液体在2-乙基蒽醌合成中的应用

论文摘要

本文考察了氯铝酸盐离子液体对乙苯与邻苯二甲酸酐反应合成2-（4-乙基苯甲酰基）苯甲酸的催化性能。采用乙腈探针红外光谱法测定了离子液体的酸类型和酸强度,发现合成的离子液体属于超强酸性的Lewis酸。研究了氯铝酸盐离子液体中[Bmim]Cl与AlCl3的摩尔比、原料配比、反应温度和反应时间对合成2-（4-乙基苯甲酰基）苯甲酸的影响。结果发现,氯铝酸盐离子液体对乙苯选择性酰基化反应的催化活性明显高于传统的Lewis酸催化剂,显著地提高了2-（4-乙基苯甲酰基）苯甲酸的产率,离子液体既做催化剂又做反应介质,避免了挥发性溶剂对环境的污染。控制反应温度为50℃,反应时间为4h时,[Bmim]Cl-AlCl3催化邻苯二甲酸酐的转化率可达100%,目标产物2-（4-乙基苯甲酰基）苯甲酸的选择性达93.51%。采用浸渍法制备了一系列负载型氯铝酸盐离子液体,采用FT-IR、BET、SEM、XRD对催化剂进行了表征。考察了载体种类、载体预处理方式、负载温度和负载量对负载型氯铝酸盐离子液体催化乙苯与邻苯二甲酸酐酰化反应合成2-（4-乙基苯甲酰基）苯甲酸（BE酸）的影响,并对其反应条件进行了优化。实验结果表明,以酸处理的硅胶为载体、负载温度为50℃、负载量为P=0.83制备的催化剂对合成BE酸的催化性能较好,在反应温度为80℃、催化剂用量为18%时,邻苯二甲酸酐的转化率和BE酸的选择性分别达到100%和91.1%,催化剂再生后BE酸的选择性可稳定在88.9%以上,提出了负载型氯铝酸盐离子液体催化合成BE酸的碳正离子反应机理。以发烟硫酸为催化剂,对2-（4-乙基苯甲酰基）苯甲酸（BE酸）脱水合成2-乙基蒽醌（2-EAQ）的过程进行了研究,并对反应条件进行了优化。在优化的条件下,BE酸的转化率为100%,2-乙基蒽醌的选择性可达86%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 合成2-乙基蒽醌的研究进展
• 1.1.1 合成2-乙基蒽醌的方法概述
• 1.1.2 Friedel－Crafts 法合成BE 酸的研究进展
• 1.1.3 BE 酸脱水闭环合成2-乙基蒽醌的研究进展
• 1.2 离子液体的研究进展
• 1.2.1 离子液体的性质和结构
• 1.2.2 离子液体均相催化的研究进展
• 1.2.3 负载离子液体的研究进展
• 1.3 本文的研究意义
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 氯铝酸盐离子液体的制备及其合成BE 酸的催化作用
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要仪器与试剂
• 2.1.2 氯铝酸盐离子液体的制备
• 2.1.3 氯铝酸盐离子液体催化合成BE 酸
• 2.1.4 分析表征
• 2.2 离子液体酸性与酸强度的表征
• 2.2.1 离子液体酸性的表征
• 2.2.2 不同离子液体的催化性能对比
• 2.2.3 不同阴离子对氯铝酸盐离子液体催化性能的影响
• 2.3 氯铝酸盐离子液体催化合成BE 酸工艺参数的优化
• 2.3.1 原料配比的影响
• 2.3.2 温度的影响
• 2.3.3 反应时间的影响
• 2.3.4 氯铝酸盐离子液体用量的影响
• 2.4 小结
• 第3章 负载离子液体的制备及其催化合成BE 酸
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要仪器与试剂
• 3.1.2 负载氯铝酸盐离子液体的制备
• 3.1.3 负载氯铝酸盐离子液体催化合成BE 酸
• 3.1.4 分析表征
• 3.2 负载氯铝酸盐离子液体的制备
• 3.2.1 载体改性对催化剂性能的影响
• 3.2.2 负载温度对催化性能的影响
• 3.2.3 负载量对催化性能的影响
• 3.3 负载氯铝酸盐离子液体的表征
• 3.3.1 负载氯铝酸盐离子液体的BET 表征
• 3.3.2 负载氯铝酸盐离子液体的SEM 表征
• 3.3.3 负载氯铝酸盐离子液体的FT-IR 表征
• 3.3.4 负载氯铝酸盐离子液体的XRD 表征
• 3.4 负载氯铝酸盐离子液体催化合成BE 酸的反应性能
• 3.4.1 反应温度的影响
• 3.4.2 负载氯铝酸盐离子液体用量对反应的影响
• 3.4.3 负载氯铝酸盐离子液体的重复使用性能与再生
• 3.4.4 反应机理探讨
• 3.5 小结
• 第4章 BE 酸脱水闭环合成2-乙基蒽醌
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要仪器与试剂
• 4.1.2 BE 酸脱水闭环合成2-乙基蒽醌
• 4.1.3 2-乙基蒽醌的精制
• 4.1.4 BE 酸和2-乙基蒽醌的分析方法
• 4.1.5 发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 发烟硫酸浓度的影响
• 4.2.2 加料方式的影响
• 4.2.3 发烟硫酸与 BE 酸质量比的影响
• 4.2.4 反应温度的影响
• 4.2.5 反应时间的影响
• 4.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文