微波促進(jìn)雜多酸催化精細(xì)有機(jī)化學(xué)品合成的應(yīng)用研究.pdf

1、微波技術(shù)是二十世紀(jì)八十年代興起的一項有機(jī)合成新技術(shù)，與常規(guī)加熱方法相比，具有反應(yīng)體系受熱均勻，增加分子間的碰撞幾率，縮短反應(yīng)時間，提高反應(yīng)收率等特點。雜多酸環(huán)境友好，并具有低溫高活性、熱穩(wěn)定性好以及獨特的“假液相”行為、多功能（酸、氧化、光電催化）等優(yōu)點，從而在催化研究領(lǐng)域中受到研究者們的廣泛重視。利用微波技術(shù)促進(jìn)雜多酸催化合成精細(xì)有機(jī)化學(xué)品，文獻(xiàn)報道較少（只是最近幾年才有少量文獻(xiàn)報道）。本文對微波促進(jìn)雜多酸催化合成精細(xì)有機(jī)化學(xué)品進(jìn)行了

2、研究。主要內(nèi)容如下：
　　 ⑴微波促進(jìn)雜多酸催化劑催化縮羰基化反應(yīng)研究
　　 ①研究了在微波輻射條件下活性炭負(fù)載雜多酸催化合成季戊四醇單縮醛（酮）、雙縮醛（酮）以及不同醛（酮）的季戊四醇二縮醛（酮）反應(yīng)，合成了34種季戊四醇縮醛（酮），其中有2種季戊四醇單縮醛、5種季戊四醇雙縮醛和10種不同醛（酮）的季戊四醇二縮醛（酮）屬首次報道的新化合物，并進(jìn)行了IR、1HNRM和元素分析表征。結(jié)果表明：活性炭負(fù)載雜多酸對季戊四醇縮醛

3、（酮）的合成具有催化活性高、催化劑用量少、產(chǎn)率高、催化劑可重復(fù)使用、不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點，同時利用微波技術(shù)可極大地加快反應(yīng)速率，與常規(guī)加熱法相比，微波法普遍要快30～600倍以上，且不用或少用溶劑，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。②研究了含1,3-二噁烷環(huán)的雙磺酸鹽的可裂解表面活性劑的微波合成及臨界膠束濃度（CMC）測定和酸性條件下的水解作用、微波促進(jìn)雜多酸催化合成乙酰乙酸乙酯縮酮的反應(yīng)。以活性炭負(fù)載磷鎢酸作催化劑，利用微波輻射技術(shù)合成乙酰乙酸乙酯

4、乙二醇縮酮，比常規(guī)加熱法要快20倍以上，催化劑用量減少，且不用溶劑。
　　 ⑵微波輻射雜多酸催化劑催化酯化反應(yīng)研究
　　 研究了微波輻射超穩(wěn)Y沸石負(fù)載硅鎢酸催化合成肉桂酸β-苯乙酯和苯乙酸β-苯乙酯，微波輻射活性炭負(fù)載磷鎢酸催化合成苯乙酸β-苯乙酯以及微波輻射SiO2負(fù)載磷鎢酸催化合成丙酸芐酯。結(jié)果表明：以HSW/USY和HPW/C為催化劑，將微波技術(shù)應(yīng)用于肉桂酸與β-苯乙醇和苯乙酸與β-苯乙醇的酯化反應(yīng)，反應(yīng)時間短，酸

5、醇比小，酯化率高，操作簡便，不用溶劑，有利于環(huán)境保護(hù)，催化劑可重復(fù)使用。同樣，微波輻射對SiO2負(fù)載磷鎢酸催化劑催化合成丙酸芐酯具有顯著的促進(jìn)作用，與傳統(tǒng)加熱方法相比，反應(yīng)速率提高45倍，酯化收率提高7.1％，帶水劑用量減少50.0％，催化劑可重復(fù)使用。
　　 ⑶微波促進(jìn)雜多酸及SnCl4催化α-蒎烯異構(gòu)化反應(yīng)研究
　　 研究了微波促進(jìn)雜多酸及SnCl4催化α-蒎烯異構(gòu)化反應(yīng)，研究表明：微波輻射對活性炭負(fù)載磷鎢酸和SnC

6、l4催化α-蒎烯異構(gòu)化反應(yīng)具有很大的促進(jìn)作用。催化劑負(fù)載量增大、催化劑用量增加、微波輻射功率增大和輻射時間延長都能增加反應(yīng)速率和提高轉(zhuǎn)化率，同時，對各產(chǎn)物的選擇性也會產(chǎn)生影響。兩種催化劑催化α-蒎烯異構(gòu)化反應(yīng)的溶劑化效應(yīng)十分顯著，溶劑的極性越大，反應(yīng)速率越快。
　　 ⑷微波促進(jìn)活性炭負(fù)載磷鎢酸催化環(huán)己醇脫水制環(huán)己烯研究
　　 利用微波輻射技術(shù)，以活性炭負(fù)載磷鎢酸為催化劑催化環(huán)己醇脫水制備環(huán)己烯，優(yōu)于硫酸法，有廣泛的工業(yè)應(yīng)

7、用前景。本次研究確定其最佳反應(yīng)條件是：20mL環(huán)己醇，加入3g負(fù)載量為25.4％的活性炭負(fù)載磷鎢酸催化劑，微波輻射功率為600W，輻射時間為6min，收率達(dá)84.3％，催化劑可重復(fù)使用。
　　 ⑸微波輻射磷鎢酸催化合成β-萘甲醚研究
　　 利用微波輻射技術(shù)促進(jìn)磷鎢酸催化合成β-萘甲醚，反應(yīng)時間短、操作簡單、節(jié)約能源，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用前景。微波輻射磷鎢酸催化合成β-萘甲醚，適宜的反應(yīng)條件是：磷鎢酸催化劑0.25g、β-萘

8、酚/甲醇摩爾比為1/4、微波輸出功率600 W、輻射時間6 min、β-萘甲醚產(chǎn)率達(dá)81.2％。
　　 ⑹微波促進(jìn)磷鉬釩雜多酸催化H2O2氧化蒽制備蒽醌
　　 制備出三種Keggin型結(jié)構(gòu)的鉬釩磷雜多酸，用IR、XRD等手段對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)物相分析，采用常規(guī)加熱和微波輻射法將其應(yīng)用于催化H2O2氧化蒽合成蒽醌反應(yīng)中，并對反應(yīng)條件進(jìn)行了考察。結(jié)果表明：磷鉬釩雜多酸對H2O2氧化蒽制備蒽醌具有很好的催化活性。此法條件溫和，操作簡