固體磺酸催化環(huán)己酮肟液相貝克曼重排制備己內酰胺工藝研究.pdf

1、己內酰胺是一種重要的有機化工原料，在汽車、紡織、醫(yī)藥、機械、電子等各個領域均得到了廣泛的應用。傳統(tǒng)的工藝是采用濃硫酸或發(fā)煙流酸催化生產己內酰胺，反應后需氨水中和產物，這個過程存在嚴重的環(huán)境問題和經濟問題，如不可避免的設備腐蝕、產品分離困難以及大量低附加值銨硫酸鹽的形成。環(huán)己酮肟的氣相重排反應溫度一般在300℃以上，導致己內酰胺選擇性低且催化劑易結焦失活。因此，液相Beckmann重排受到了越來越多的關注，尋找反應條件溫和，綠色可回收的催

2、化劑仍然是一個挑戰(zhàn)。因此，本篇文章是以不同類型的固體酸代替液體的煙酸作為催化劑，在溫和反應條件下研究了環(huán)己酮肟的液相Beckmann反應。
　　本文首先考察了兩種不同型號的磺酸樹脂Nafion-H和Amberstly-15催化環(huán)己酮肟液相Beckmann重排反應。研究了溶劑、溶劑的除水、反應時間、反應溫度、催化劑用量、再生時硫酸濃度等因素對反應的影響規(guī)律，優(yōu)化了重排反應條件，并對樹脂的重復使用性能進行考察。結果表明，以Nafion

3、-H為催化劑，環(huán)己酮肟（2.0g），溶劑為DMSO（20ml），催化劑Nafion-H（0.4g），130℃反應12h，環(huán)己酮肟轉化率達84.2％，己內酰胺選擇性為72.9%。以Amberstly-15為催化劑，環(huán)己酮肟2.0g，溶劑為DMSO（20ml），催化劑Amberstly-15（0.4g），130℃反應12h，環(huán)己酮肟轉化率達75.3%，己內酰胺選擇性為70.9%。兩種磺酸樹脂都能取得較好催化效果，催化劑容易從溶液中分離和回收

4、，并可重復使用。
　　其次，本文設計了一個簡易的連續(xù)性裝置，初步實驗研究了由環(huán)己酮肟溶于溶劑DMSO所配制的反應液通過Nafion-H、Amberstly-15兩種磺酸樹脂層，模擬了一邊進料一邊出料的反應過程,既考慮基礎研究的需要又考慮應用價值的體現。實驗結果表明，磺酸樹脂能連續(xù)催化環(huán)己酮肟重排生成己內酰胺，但反應時間較短約16h。再生后繼續(xù)用于反應，反應時間進一步縮短，反應效果不理想。
　　此外，本文還考察了以苯酚為溶劑，