錫系固體酸催化下的環(huán)酮Baeyer-Villiger氧化反應(yīng)及縮合反應(yīng)研究.pdf

1、酸強度比理論上100％的H2SO4還強的酸稱之為超強酸，其Hammett酸度函數(shù)值Ho<-11.93。在眾多超強酸中，由于SO42-/MxOy型固體超強酸不含鹵素，環(huán)境友好，和液體酸相比，具有活性和選擇性高、無腐蝕性以及易與催化反應(yīng)產(chǎn)物分離等特點，因而被廣泛地用于石油煉制和有機合成工業(yè)。在已報道的SO42-/MxOy型固體超強酸中，SO42-/SnO2是表面酸性最強的固體酸之一，但由于硫酸氧化錫制備相對比較困難，因此，到目前為止有關(guān)硫酸

2、氧化錫超強固體酸催化劑制備以及應(yīng)用方面的研究報道還很少。
　　本論文對固體超強酸催化劑的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，介紹了酮類化合物Baeyer-Villiger反應(yīng)以及縮合反應(yīng)的現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上提出了本課題的研究內(nèi)容：以SO42-/SnO2以及改性的SO42-/SnO2固體酸為催化劑，在較為溫和的反應(yīng)條件下，將環(huán)酮類底物催化氧化得到相應(yīng)的內(nèi)酯，并研究了固體酸催化下的環(huán)酮和多元醇類化合物的縮合反應(yīng)。本論文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方

3、面：
　　(1)硫酸促進(jìn)型固體超強酸SO42-/SnO2、修飾型固體超強酸SO42-/SnO2-Fe2O3以及負(fù)載型固體超強酸SO42-/SnO2/SBA-15的制備與表征。采用共沉淀和浸漬的方法，制備了以上三種不同組成和結(jié)構(gòu)的固體酸，綜合運用TG、FT-IR、SEM、TEM及N2吸附-脫附等測試手段對所得的催化劑樣品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　(2)對硫酸促進(jìn)型固體超強酸SO42-/SnO2催化下環(huán)酮類底物的Baeyer-Vi

4、lliger反應(yīng)進(jìn)行了研究。考察了催化劑的催化性能，結(jié)果表明，在較溫和的反應(yīng)條件下，以30％過氧化氫為氧化劑，許多環(huán)酮得到有效轉(zhuǎn)化，底物轉(zhuǎn)化率與內(nèi)酯選擇率可達(dá)60%以上，且此催化劑可重復(fù)使用至少六次。
　　(3)金屬改性的固體超強酸SO42-/SnO2-Fe2O3的催化性能考察。首先考察了不同摻雜量的固體酸催化劑催化下的4-甲基環(huán)己酮的縮合反應(yīng)，得到了最佳反應(yīng)條件，然后以Fe/Sn摩爾比為5%的SO42-/SnO2-Fe2O3為催

5、化劑，考察了其它環(huán)酮的縮合反應(yīng)及Baeyer-Villiger氧化反應(yīng)。結(jié)果表明，此催化劑可作為某些環(huán)酮發(fā)生縮合反應(yīng)及Baeyer-Villiger氧化反應(yīng)的良好催化劑。
　　(4)介孔材料SBA-15負(fù)載的SO42-/SnO2/SBA-15固體超強酸催化酮醇縮合反應(yīng)性能研究。研究結(jié)果表明，該負(fù)載型固體酸在環(huán)酮類化合物與多元醇類的縮合反應(yīng)中顯示出了良好的催化活性，與未負(fù)載的固體酸相比，催化劑的催化性能有明顯的改善，這可能與催化劑比