Cu-SiO-,2-催化劑上苯胺和乙二醇一步合成吲哚的研究.pdf

1、吲哚作為一種重要的精細(xì)化學(xué)品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、和醫(yī)藥等領(lǐng)域中有著非常廣泛的用途.由苯胺和乙二醇一步催化合成吲哚是眾多合成方法中最經(jīng)濟(jì)的一種.該文主要對(duì)負(fù)載型Cu/SiO<,2>催化劑的制備方法及其在苯胺和乙二醇一步合成吲哚的反應(yīng)中的催化規(guī)律進(jìn)行了研究.研究表明,以Cu(NO<,3>)<,2>為前身體,以SiO<,2>為載體,采用浸漬-焙燒-原位還原方法制備Cu/SiO<,2>催化劑具有很高的催化活性.在Cu/SiO<,2>催化劑上,常壓;T

2、=325℃;保持反應(yīng)總空速(GHSV)為1635h<'-1>;苯胺/乙二醇=7,LHSV=0.4h<'-1>;水蒸氣流速為41ml/min;氫氣流速為35ml/min的反應(yīng)條件下,乙二醇轉(zhuǎn)化率為100﹪,吲哚收率可高達(dá)88﹪,比專(zhuān)利報(bào)導(dǎo)的最好結(jié)果高出近10﹪.催化劑中Cu的擔(dān)載量是影響催化劑的活性的一個(gè)重要因素,在0-4.35﹪的范圍內(nèi),伴隨著擔(dān)載量的增加,吲哚的選擇率同步增加.在擔(dān)載量達(dá)到4.35﹪時(shí),吲哚的選擇率達(dá)到最大值(88﹪)

3、.之后隨著擔(dān)載量的增加吲哚收率開(kāi)始下降.Cu/SiO<,2>催化劑在反應(yīng)過(guò)程中存在失活很快的現(xiàn)象.XRD、TG表征表明,Cu/SiO<,2>催化劑短時(shí)間失活的主要原因是催化劑上的積炭造成的.加入水蒸汽、氫氣都可以抑制催化劑的失活.水蒸氣還能大大提高吲哚的選擇率,其可能機(jī)制是:一方面可以抑制乙二醇的副反應(yīng);另一方面促使吲哚從催化劑表面快速脫附,從而大大提高吲哚的選擇率.在Cu/SiO<,2>催化劑中,SiO<,2>載體除起分散和支撐Cu組

4、分外,也和催化過(guò)程有關(guān),它和Cu組分協(xié)同完成苯胺和乙二醇向吲哚的轉(zhuǎn)化.苯胺和乙二醇在SiO<,2>表面上脫水生成中間物Ⅰ-2-(鄰-氨基苯基)乙醇;該中間物Ⅰ在SiO<,2>和Cu上都可以進(jìn)一步生成另一中間物Ⅱ-2,3-二氫吲哚;而中間物Ⅱ主要在Cu表面上脫氫生成目的產(chǎn)物—吲哚.而在SiO<,2>表面傾向發(fā)生副反應(yīng).該催化反應(yīng)機(jī)制可表示為:(公式略)ZnO在Cu/SiO<,2>催化劑中存在不利于吲哚的生成,推測(cè)可能來(lái)自Zn與Cu的較強(qiáng)相