本文關鍵詞：共熔溫度下優(yōu)化芴催化氧化制備9-芴酮反應的研究

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【摘要】：本課題選用原料芴液相、堿催化空氣氧化制備9-芴酮的反應為研究對象,優(yōu)化了相轉移劑、堿催化劑對不同溶劑反應體系的相轉移效果和催化效果。以此為依據,結合原料芴和產物9-芴酮可以形成共熔物的特點,設計了無溶劑的催化氧化芴制備9-芴酮的綠色化制備方法。主要研究結果如下：本文發(fā)現芴與9-芴酮存在共熔現象,測定了芴與9-芴酮的最低共熔點,即最低共熔點為57.4℃,此時芴與9-芴酮的摩爾比為0.39：0.61。確定了以低共熔體為有機相、堿液為水相的相轉移催化氧化芴制備9-芴酮的新反應體系,在該反應體系中,芴能夠100%地轉化成9-芴酮。新的反應體系能夠通過利用少量的產物9-芴酮而引發(fā)大量的芴轉化成9-芴酮,而不再需要通過使用有機溶劑來實現該過程。二甲苯反應體系中,在攪拌速率為300 r/min,通氣速率為300*2 mL/min,二甲苯溶劑與水溶液的體積比為5：1,KOH或NaOH溶液為催化劑的條件下,冠醚或聚醚為相轉移劑,反應條件優(yōu)化,考察相轉移劑、堿催化劑用量對反應的影響,得到最佳反應條件是：反應溫度T=58℃,催化劑選45%KOH或45%NaOH溶液,相轉移劑選18-冠-6,原料芴與18-冠-6的摩爾比為20：1。在最優(yōu)反應條件下,三種不同反應體系,即二甲苯溶劑飽和體系、二甲苯溶劑懸浮體系和異喹啉溶劑體系中,考察了不同類型相轉移劑的反應效果,實驗結果表明：季銨鹽、冠醚、聚醚三類相轉移劑在三種體系都可以使芴完全轉化成9-芴酮,整體來看,季銨鹽的相轉移效果較優(yōu),是由于其結構為離子型化合物；冠醚中,18-冠-6相轉移效果優(yōu)于15-冠-5、PEG-400。在相同的相轉移劑(18-冠-6)下考察了堿催化劑對反應的影響。當堿催化劑分別用40%KOH、45%NaOH反應時,二者的反應時間和9-芴酮收率基本相當；當用較弱堿K2CO3催化劑進行反應,芴不能完全轉化。這個結果與推測的芴催化氧化制備9-芴酮的機理一致,初步驗證了反應機制。設計了無溶劑、18-冠-6為相轉移劑的芴、9-芴酮的低共熔相反應體系,進行了共熔溫度、高于共熔溫度的單次投料與共熔溫度的連續(xù)投料的反應研究。結果表明,芴、9-芴酮低共熔反應物的相轉移催化制備9-芴酮反應能順利進行,這個結果也側面驗證了芴與9-芴酮的共熔點測定的正確性。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O621.251

【參考文獻】

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