環(huán)己酮肟液相貝克曼重排制備已內(nèi)酰胺綠色催化研究.pdf

1、己內(nèi)酰胺是一種重要的有機化工原料，主要用于生產(chǎn)尼龍-6纖維和其他聚酰胺類聚合物，在紡織、電子、汽車等行業(yè)應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的環(huán)己酮肟液相貝克曼重排制己內(nèi)酰胺是以發(fā)煙硫酸為催化劑的生產(chǎn)工藝，存在諸多缺點，例如設(shè)備腐蝕、污染環(huán)境及后處理復(fù)雜以致副產(chǎn)硫酸銨，而氣相貝克曼重排工藝能避上述缺點，但因該工藝反應(yīng)溫度較高，容易造成催化劑積碳、失活。因此，對新工藝催化劑的開發(fā)變得尤為重要。
　　本文首先對幾種固體酸催化劑對液相貝克曼重排制備己內(nèi)酰胺的

2、催化性能進行考察。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，磺酸樹脂Amberlyst36（酸量4.9 mmolH+/g）的催化效果最佳，然后對此催化劑進行工藝條件考察，發(fā)現(xiàn)其在反應(yīng)溫度110℃，反應(yīng)時間7h，環(huán)己酮肟∶催化劑=2∶1，原料濃度為0.1 g·mL-1時，CHO的轉(zhuǎn)化率達(dá)93.93％，CPL的選擇性達(dá)87.54％。最后，對此催化劑的催化機理進行了初步探討。
　　然后又制備并表征了幾種新型功能化B酸離子液體，將其作用于液相重排反應(yīng)。在研究中發(fā)現(xiàn)合

3、成的酸性離子液體[HSO3Bmim][HSO4]的催化性能最佳，對催化劑的重排反應(yīng)工藝條件進行優(yōu)化。接著，分別以反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、離子液體用量和ZnCl2用量為水平值，以CPL收率為響應(yīng)值，利用Design-expert軟件研究多種因素對響應(yīng)值的共同影響。實驗結(jié)果表明，離子液體催化的重排反應(yīng)最優(yōu)條件為:反應(yīng)時間5.7h，反應(yīng)溫度80℃，催化劑用量0.24 mmol，ZnCl2用量1.0 mmol，此時，己內(nèi)酰胺收率達(dá)79.47％。