酸性分子篩催化的有機(jī)重排反應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-08 12:17
重排反應(yīng)即同一有機(jī)分子內(nèi)的一個(gè)基團(tuán)或原子從一個(gè)原子到另一個(gè)原子上的遷移過程,最終改變分子構(gòu)架生成一個(gè)新分子。傳統(tǒng)有機(jī)重排反應(yīng)的催化劑主要是質(zhì)子強(qiáng)酸與貴金屬。酸性分子篩同時(shí)具備Br?nsted酸與Lewis酸,這種新興的固體酸催化劑具有孔徑明確的微介孔孔道,表面積很大,骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,而且一些具有催化活性的金屬也可以交換導(dǎo)入晶體。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì)使其成為有效的酸性催化劑與催化劑載體。本文以精細(xì)有機(jī)合成中應(yīng)用廣泛的Meyer-Schuster重排與頻哪醇重排反應(yīng)為研究對(duì)象,使用酸性分子篩作催化劑探究綠色催化體系下的重排反應(yīng),并進(jìn)行一鍋法反應(yīng)。具體的研究工作如下:(1)具有不同孔道與酸性質(zhì)的分子篩催化劑的制備與表征水熱法合成不同類型的酸性分子篩催化劑,并對(duì)其結(jié)構(gòu)與酸性進(jìn)行表征。從孔道結(jié)構(gòu)來看MCM-41,SBA-15具有介孔分子篩的特點(diǎn)。USY、MCM-22和ZSM-35具有微孔分子篩的特點(diǎn),其中分子篩MCM-41具有最大的外表面積。從酸性特征來看,USY、MCM-22和ZSM-35具有以Br?nsted酸為主的特點(diǎn),MCM-41與SBA-15具有以Lewis酸為主的特點(diǎn),其中分子篩MCM-41外...
【文章來源】:華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
沸石分子篩工業(yè)應(yīng)用[6]
華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章3有良好應(yīng)用前景。1.1.3沸石分子篩的結(jié)構(gòu)天然沸石或合成沸石都是具有規(guī)則有序的三維孔道結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽固體,其孔徑在微孔范圍內(nèi)(<10)。它們可以描述為通過共同的氧離子在其頂點(diǎn)交聯(lián)的SiO4和AlO4四面體骨架(圖1.2)。這些四面體(TO4)之間通過氧原子首尾相連,構(gòu)成不同連接方式組成的多元環(huán),是沸石的最基本結(jié)構(gòu)單元,即次級(jí)結(jié)構(gòu)單元(SecondaryBuildingUnits,SBU)。SBU是非手性的,而且每個(gè)分子篩晶胞內(nèi)都含有整數(shù)個(gè)SBU,到目前為止,研究結(jié)果顯示SBU共有23種(圖1.3)。在圖1.3中,T原子是每個(gè)端點(diǎn)與交叉點(diǎn),SBU中T原子最高個(gè)數(shù)為16。氧橋?yàn)槊織l邊,氧原子則在兩個(gè)基本點(diǎn)T原子中間。圖中雖然畫的是平面環(huán)結(jié)構(gòu),但在實(shí)際分子篩中這些環(huán)呈現(xiàn)扭曲與折皺狀態(tài),其中三元環(huán)和五元環(huán)有6種,出現(xiàn)71次;其余的為四、六、八和十二元環(huán),共有17種,出現(xiàn)239次。這些次級(jí)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行排列組合進(jìn)而構(gòu)成沸石骨架,它們的拼搭方式有三種:1.多面體籠按照一定配位數(shù)聯(lián)結(jié),且相互共面2.硅鋁酸鹽層狀結(jié)構(gòu)以T-O-T鍵聯(lián)結(jié)3.四元環(huán)或五元環(huán)組成的鏈狀結(jié)構(gòu)以T-O-T鍵相互聯(lián)結(jié)。圖1.2分子篩硅氧四面體結(jié)構(gòu)平面示意圖Figure1.2Schematicdiagramofmolecularsievesilicon-oxygentetrahedronstructure沸石分子篩中Si4+被三價(jià)離子Al3+取代的同時(shí)會(huì)在晶格中產(chǎn)生負(fù)電荷,而晶體結(jié)構(gòu)中的陽離子(例如堿金屬或堿土金屬)補(bǔ)償了含鋁四面體的電荷[17]。構(gòu)成沸石分子篩通道的相鄰四面體縫隙自然被水分子占據(jù),因此水合沸石通?梢杂萌缦禄瘜W(xué)式表示[18-21]:M2+x/n[(AlO2)x(SiO2)y]·wH2O,M表示金屬,價(jià)態(tài)為n。氧原子硅原子
華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章4圖1.3分子篩次級(jí)結(jié)構(gòu)單元,括號(hào)內(nèi)是出現(xiàn)的頻率[22]Figure1.3Secondarystructuralunitofmolecularsieve,thefrequencyisinparentheses[22]
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]稀土含量(La)對(duì)USY分子篩性能及其焦炭選擇性的影響[J]. 唐莉,朱學(xué)梅,孫雪芹,高雄厚,劉叢華,張亮. 應(yīng)用化工. 2012(09)
[2]從工業(yè)催化角度看分子篩催化劑未來發(fā)展的若干思考[J]. 劉志成,王仰東,謝在庫. 催化學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]沸石分子篩的合成及合成機(jī)理[J]. 李颯英. 化學(xué)工程與裝備. 2010(06)
[4]微波輻射FeCl3催化無溶劑條件下的吶醇重排[J]. 邊延江,賈志強(qiáng). 有機(jī)化學(xué). 2009(06)
[5]磷酸鋁分子篩合成研究的新進(jìn)展[J]. 侯蕾,王少君,馬英沖,徐云鵬,田志堅(jiān),余加祐. 天然氣化工(C1化學(xué)與化工). 2007(05)
[6]介孔有機(jī)無機(jī)雜化材料的合成和表征及在Pinacol重排反應(yīng)中的研究[J]. 周文娟,高金寶,薛青松,高國華,何鳴元. 分子催化. 2006(02)
[7]頻吶醇和反頻吶醇轉(zhuǎn)位重排反應(yīng)的研究[J]. 陳中元. 貴州化工. 2006(02)
[8]高溫液態(tài)水中的頻那醇重排反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 高飛,呂秀陽. 化工學(xué)報(bào). 2006(01)
[9]USY負(fù)載HF催化劑催化合成十六烷基苯[J]. 王月梅,沈健,袁興東,亓玉臺(tái),張艷維,張德華. 石油與天然氣化工. 2005(01)
[10]正庚烷在改性USY負(fù)載雜多酸催化劑上加氫異構(gòu)化反應(yīng)[J]. 蔣冬梅,王軍,朱海歐,曾崇余. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(01)
本文編號(hào):3576544
【文章來源】:華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
沸石分子篩工業(yè)應(yīng)用[6]
華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章3有良好應(yīng)用前景。1.1.3沸石分子篩的結(jié)構(gòu)天然沸石或合成沸石都是具有規(guī)則有序的三維孔道結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽固體,其孔徑在微孔范圍內(nèi)(<10)。它們可以描述為通過共同的氧離子在其頂點(diǎn)交聯(lián)的SiO4和AlO4四面體骨架(圖1.2)。這些四面體(TO4)之間通過氧原子首尾相連,構(gòu)成不同連接方式組成的多元環(huán),是沸石的最基本結(jié)構(gòu)單元,即次級(jí)結(jié)構(gòu)單元(SecondaryBuildingUnits,SBU)。SBU是非手性的,而且每個(gè)分子篩晶胞內(nèi)都含有整數(shù)個(gè)SBU,到目前為止,研究結(jié)果顯示SBU共有23種(圖1.3)。在圖1.3中,T原子是每個(gè)端點(diǎn)與交叉點(diǎn),SBU中T原子最高個(gè)數(shù)為16。氧橋?yàn)槊織l邊,氧原子則在兩個(gè)基本點(diǎn)T原子中間。圖中雖然畫的是平面環(huán)結(jié)構(gòu),但在實(shí)際分子篩中這些環(huán)呈現(xiàn)扭曲與折皺狀態(tài),其中三元環(huán)和五元環(huán)有6種,出現(xiàn)71次;其余的為四、六、八和十二元環(huán),共有17種,出現(xiàn)239次。這些次級(jí)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行排列組合進(jìn)而構(gòu)成沸石骨架,它們的拼搭方式有三種:1.多面體籠按照一定配位數(shù)聯(lián)結(jié),且相互共面2.硅鋁酸鹽層狀結(jié)構(gòu)以T-O-T鍵聯(lián)結(jié)3.四元環(huán)或五元環(huán)組成的鏈狀結(jié)構(gòu)以T-O-T鍵相互聯(lián)結(jié)。圖1.2分子篩硅氧四面體結(jié)構(gòu)平面示意圖Figure1.2Schematicdiagramofmolecularsievesilicon-oxygentetrahedronstructure沸石分子篩中Si4+被三價(jià)離子Al3+取代的同時(shí)會(huì)在晶格中產(chǎn)生負(fù)電荷,而晶體結(jié)構(gòu)中的陽離子(例如堿金屬或堿土金屬)補(bǔ)償了含鋁四面體的電荷[17]。構(gòu)成沸石分子篩通道的相鄰四面體縫隙自然被水分子占據(jù),因此水合沸石通?梢杂萌缦禄瘜W(xué)式表示[18-21]:M2+x/n[(AlO2)x(SiO2)y]·wH2O,M表示金屬,價(jià)態(tài)為n。氧原子硅原子
華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章4圖1.3分子篩次級(jí)結(jié)構(gòu)單元,括號(hào)內(nèi)是出現(xiàn)的頻率[22]Figure1.3Secondarystructuralunitofmolecularsieve,thefrequencyisinparentheses[22]
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]稀土含量(La)對(duì)USY分子篩性能及其焦炭選擇性的影響[J]. 唐莉,朱學(xué)梅,孫雪芹,高雄厚,劉叢華,張亮. 應(yīng)用化工. 2012(09)
[2]從工業(yè)催化角度看分子篩催化劑未來發(fā)展的若干思考[J]. 劉志成,王仰東,謝在庫. 催化學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]沸石分子篩的合成及合成機(jī)理[J]. 李颯英. 化學(xué)工程與裝備. 2010(06)
[4]微波輻射FeCl3催化無溶劑條件下的吶醇重排[J]. 邊延江,賈志強(qiáng). 有機(jī)化學(xué). 2009(06)
[5]磷酸鋁分子篩合成研究的新進(jìn)展[J]. 侯蕾,王少君,馬英沖,徐云鵬,田志堅(jiān),余加祐. 天然氣化工(C1化學(xué)與化工). 2007(05)
[6]介孔有機(jī)無機(jī)雜化材料的合成和表征及在Pinacol重排反應(yīng)中的研究[J]. 周文娟,高金寶,薛青松,高國華,何鳴元. 分子催化. 2006(02)
[7]頻吶醇和反頻吶醇轉(zhuǎn)位重排反應(yīng)的研究[J]. 陳中元. 貴州化工. 2006(02)
[8]高溫液態(tài)水中的頻那醇重排反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 高飛,呂秀陽. 化工學(xué)報(bào). 2006(01)
[9]USY負(fù)載HF催化劑催化合成十六烷基苯[J]. 王月梅,沈健,袁興東,亓玉臺(tái),張艷維,張德華. 石油與天然氣化工. 2005(01)
[10]正庚烷在改性USY負(fù)載雜多酸催化劑上加氫異構(gòu)化反應(yīng)[J]. 蔣冬梅,王軍,朱海歐,曾崇余. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(01)
本文編號(hào):3576544
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