本文關鍵詞：釩系催化劑催化萘與羥胺鹽反應過程研究

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【摘要】：1-萘胺和1,5-二氨基萘都是極為重要的精細化工產品以及有機合成中間體。其中1,5-二氨基萘(NDA)是制備1,5-萘二異氰酸酯(NDI)的關鍵原料,隨著高級聚氨酯的主要原料NDI的市場需求不斷增大,關于1,5-二氨基萘的合成研究也越來越多。制備1-萘胺和1,5-二氨基萘的傳統(tǒng)工藝均不符合綠色化學的理念,而直接將-NH2引入萘環(huán)一步合成1-萘胺和1,5-二氨基萘能夠有效提高反應的原子利用率,使1-萘胺和1,5-二氨基萘生成工藝朝著更簡潔、更清潔和更綠色環(huán)保的方向發(fā)展。本文以萘為原料,羥胺鹽為胺化劑,酸性水溶液作為反應介質,分別對在無催化劑體系以及不同催化劑體系下一步胺化合成1-萘胺以及1,5-二氨基萘的反應進行了研究。首先在無催化劑體系下對反應溶液和進料方式進行選擇,發(fā)現(xiàn)較好的反應溶液為醋酸水溶液,而不同的進料方式對反應影響不大。在此基礎上本文考察了不同催化劑對萘一步胺化反應的影響,篩選出了最利于1-萘胺生成的NaVO3作為催化劑,并考察在NaVO3作用下,介質酸性、NaVO3用量、進料比、反應溫度、反應時間等對反應的影響。NaVO3催化萘一步胺化制備1-萘胺的最優(yōu)反應條件為:m萘:mcat=1:0.5,V冰醋酸:V水=3:1,n萘:n羥胺=1:10,T=80℃,t=4h,1-萘胺收率為3.93%。接著本文以1,5-二氨基萘為目標產物,選擇了最利于1,5-二氨基萘生成的V2O5作為催化劑對萘一步胺化反應進行研究,考察了介質酸性、催化劑用量、進料比、反應溫度、反應時間等對反應的影響,發(fā)現(xiàn)在V2O5作為催化劑時,最利于1,5-二氨基萘生成的反應條件為:n萘:n羥胺=1:10,m萘:mcat=1:0.4,V冰醋酸:V水=3:1,T=80℃,t=5h,1,5-二氨基萘收率最高為5.23%,1-萘胺收率為1.57%。最后,本文對釩系催化劑催化萘一步胺化的反應產物進行了定性分析,并推測出可能的催化反應機理。
【關鍵詞】：萘 羥胺鹽 一步合成 1-萘胺 1 5-二氨基萘
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-22
• 1.1 1,5-二氨基萘和 1-萘胺的應用前景8-9
• 1.2 1,5-二氨基萘的國內外研究概況9-14
• 1.2.1 萘硝化還原法9-12
• 1.2.2 鹵代氨化法12-13
• 1.2.3 環(huán)合法13
• 1.2.4 二萘酚氨解法13-14
• 1.3 1-萘胺國內外研究概況14-15
• 1.4 芳香族一步胺化反應的研究進展15-20
• 1.4.1 萘一步胺化反應的研究進展15
• 1.4.2 苯直接氨基化一步合成苯胺的研究進展：15-20
• 1.5 研究意義及研究內容20-22
• 第2章 實驗方法22-28
• 2.1 儀器和試劑22-23
• 2.1.1 儀器22
• 2.1.2 試劑22-23
• 2.2 合成實驗方法23-24
• 2.3 分析方法的建立24-25
• 2.3.1 儀器與試劑24
• 2.3.2 高效液相色譜分析條件的確定24-25
• 2.4 產物的定量分析25-26
• 2.4.1 混合標樣溶液的配置25
• 2.4.2 樣品溶液的配置25
• 2.4.3 產物的定量分析25
• 2.4.4 萘轉化率和各產物的收率25-26
• 2.5 小結26-28
• 第3章 偏釩酸鈉催化萘與羥胺鹽反應過程28-42
• 3.1 前言28
• 3.2 催化劑制備28-30
• 3.2.1 釩系催化劑28-29
• 3.2.2 金屬負載型催化劑29
• 3.2.3 Mn-MCM-41和Mn(II)-dampy-MCM-4129-30
• 3.3 實驗結果與討論30-39
• 3.3.1 無催化劑體系下反應介質和進料方式的選擇30-32
• 3.3.2 不同催化劑催化萘和羥胺鹽反應32-34
• 3.3.3 NaVO_3催化萘和羥胺鹽反應條件優(yōu)化34-39
• 3.4 本章小結39-42
• 第4章 五氧化二釩催化萘和羥胺鹽反應過程42-52
• 4.1 前言42
• 4.2 催化劑制備42
• 4.3 實驗結果與討論42-51
• 4.3.1 介質酸性的影響42-43
• 4.3.2 V_2O_5用量對反應的影響43-44
• 4.3.3 進料比對反應的影響44-45
• 4.3.4 反應溫度的影響45-46
• 4.3.5 反應時間的影響46-47
• 4.3.6 酸水總體積對反應的影響47
• 4.3.7 加入助劑對反應的影響47-48
• 4.3.8 反應機理推測48-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第5章 結論和展望52-54
• 5.1 結論52
• 5.2 展望52-54
• 參考文獻54-58
• 致謝58-60
• 攻讀碩士學位期間的研究成果60

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本文編號：777674