固體酸催化劑及在有機合成中的催化應(yīng)用研究.pdf

1、酸類催化反應(yīng)是催化領(lǐng)域的一個重要組成部分,尤其是近年來興起的固體酸催化劑,它所表現(xiàn)出的優(yōu)異特性及對環(huán)境的友好行為引起人們極大的興趣。其中固體超強酸因其具有很高的酸強度,催化效率高,無環(huán)境污染,易分離,不腐蝕設(shè)備以及可重復(fù)使用和再生等優(yōu)點,日益受到廣大科學(xué)工作者的關(guān)注,具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。但由于固體超強酸存在非均相催化、催化溫度偏高、選擇性差等缺點,人們開始探索有機—無機復(fù)合材料,以及有機—高分子復(fù)合材料在催化方面的應(yīng)用,使其既能達到

2、有機酸的均相催化效果,又能實現(xiàn)產(chǎn)品的有效分離。本文對SO42—／MxOy型固體超強酸催化劑在有機合成中的應(yīng)用作了研究；并對有機—高分子催化功能材料進行了探索。
　　 本文的第一部分是文獻綜述,介紹了固體酸催化劑和有機—無機復(fù)合材料、有機—高分子復(fù)合材料的研究進展。在固體酸催化劑的研究綜述中,介紹了固體酸催化劑的分類以及應(yīng)用概況,重點介紹了固體超強酸催化劑的制備、表征方法以及在有機合成中的應(yīng)用現(xiàn)狀。對有機—無機復(fù)合和有機—高分子復(fù)

3、合材料的綜述中,介紹了復(fù)合材料的分類以及兩種常見的制備方法:嫁接法和縮合法。重點介紹了磺酸官能化材料和纖維素高分子材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。
　　 本文的第二部分是實驗及結(jié)果討論部分,用本科研室制備的SO42—／MxOy型固體超強酸催化劑合成吡啶、甲基吡啶、吡咯烷以及N—苯基吡咯烷的反應(yīng),以及探索性的研究了對甲苯磺酸—纖維素復(fù)合功能材料的制備和表征方法,并對結(jié)果進行了討論。
　　 SO42—／MxOy型固體超強酸固定床催化合

4、成甲基吡啶類化合物的研究中,考察了反應(yīng)溫度、進料速度以及原料配比對產(chǎn)品組成和產(chǎn)率的影響,優(yōu)化了反應(yīng)條件,使產(chǎn)品的總產(chǎn)率達到60.16％。
　　 SO42—／MxOy型固體超強酸固定床催化合成吡啶和3—甲基吡啶的研究中,考察了反應(yīng)溫度、進料速度以及原料配比對產(chǎn)品組成和產(chǎn)率的影響,優(yōu)化了反應(yīng)條件,使產(chǎn)品的總產(chǎn)率達到62.4％。
　　 SO42—／MxOy型固體超強酸固定床催化合成吡咯烷的研究中,考察了反應(yīng)溫度、進料速度以及原

5、料配比對產(chǎn)品產(chǎn)率的影響,優(yōu)化了反應(yīng)條件,使產(chǎn)品的總產(chǎn)率達到79.5％。
　　 SO42—／MxOy型固體超強酸固定床催化合成N—苯基吡咯烷的研究中,考察了反應(yīng)溫度、進料速度以及原料配比對產(chǎn)品產(chǎn)率的影響,優(yōu)化了反應(yīng)條件,使產(chǎn)品的總產(chǎn)率達到86.3％。
　　 結(jié)合有機—高分子材料的制備方法,設(shè)計路線合成對甲苯磺酸—纖維素復(fù)合功能材料,并對這一新材料進行了BET、IR、TEM等表征,證明了該合成路線的可行性,并將其應(yīng)用于催化環(huán)