成對電合成苯甲醛和鄰氨基苯酚.pdf

1、化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品在改善人們的生活質(zhì)量中起著關(guān)鍵性作用，影響著人們的方方面面。然而由于它在生產(chǎn)過程中會不可避免的對環(huán)境造成破壞，對各國的經(jīng)濟、社會和環(huán)境帶來了巨大的壓力，因此為了避免事態(tài)進一步惡化，綠色化學(xué)得到了各國廣泛的重視，即在生產(chǎn)過程達到污染零排放。由于電化學(xué)是以電為能源，在生產(chǎn)過程中主要產(chǎn)生氫氣和氧氣，對環(huán)境的破壞程度小，已經(jīng)成為綠色化學(xué)重要的分支。電化學(xué)主要應(yīng)用在對工業(yè)廢水的降解處理，土壤的降解和大氣顆粒的吸附等方面。而現(xiàn)在越來越多

2、的研究者將電化學(xué)技術(shù)應(yīng)用到有機合成。該技術(shù)與傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法相比，具有操作過程容易控制，產(chǎn)品純度高，副產(chǎn)物少，經(jīng)濟優(yōu)勢更高的特點。
　　苯甲醛和鄰氨基苯酚都是重要的有機化工產(chǎn)品中間體。其中苯甲醛是杏仁和許多水果中最簡單的芳香成分。其廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥、香料、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等領(lǐng)域。而鄰氨基苯酚則廣泛應(yīng)用于染料、醫(yī)藥、印刷業(yè)以及生物領(lǐng)域。近年來人們發(fā)現(xiàn)鄰氨基苯酚也可用于脂肪酸的分析，制備Schiff堿。然而，無論是苯甲醛還是鄰氨基苯酚其傳

3、統(tǒng)生產(chǎn)工藝都會對環(huán)境造成比較大破壞。本實驗通過文獻調(diào)研以及本課題組以往的研究工作，發(fā)現(xiàn)苯甲醛和鄰氨基苯酚電解制備的反應(yīng)條件比較接近，都在堿性介質(zhì)中進行電解，且槽電壓也差別不大，故采用綠色、清潔的成對電合成技術(shù)，通過陽極電氧化苯甲醇得到苯甲醛，陰極電還原鄰硝基苯酚制備鄰氨基苯酚，在一個電解過程中同時制備得到了兩種具有較高附加值的精細化學(xué)品。具體研究內(nèi)容如下：
　　首先，對陽極工作電極進行了研制。通過查閱相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)：苯甲醇在泡沫鎳電

4、極電極表面能夠發(fā)生氧化反應(yīng)生成苯甲醛。在對該電極進行循環(huán)伏安分析時，此電極對苯甲醇的催化氧化效率不高，為提高電極的催化氧化效率，制備得到更多的目標(biāo)產(chǎn)品，本實驗采用多電流階躍法以泡沫鎳電極為基體，制得了NiOOH電極，通過對比相同條件下苯甲醇的循環(huán)伏安圖得出：新制的NiOOH電極對苯甲醇具有更高的催化氧化活性。
　　其次，通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)沒有對陰極電解產(chǎn)物分析的方法，對電解后產(chǎn)物的分析帶來不便，因此，本實驗在已閱文獻的基礎(chǔ)上，根據(jù)鄰

5、硝基苯酚和鄰氨基苯酚的性質(zhì)差異建立了同時測定鄰氨基苯酚和鄰硝基苯酚的高效液相色譜法，探討了檢測波長，柱溫，流動相的配比和流速對檢測結(jié)果的影響，并最終確定液相色譜分析的最優(yōu)條件，即流動相為純甲醇，流速為0.8 min/L，檢測波長為285nm，柱溫為35℃，將其應(yīng)用于電還原鄰硝基苯酚合成鄰氨基苯酚電解液的分析，其加標(biāo)回收率分別在93.0％~105.6%和90.6%~106.2%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別≤3.75%和≤1.44%。
　　

6、第三，以Pb片為陽極，Cu片為陰極，NaOH溶液為電解液，研究了鄰硝基苯酚在 Cu電極表面的電化學(xué)行為，實驗結(jié)果顯示，鄰硝基苯酚在Cu電極表面有中間產(chǎn)物生成，氧氣的存在會發(fā)生與鄰硝基苯酚爭奪電子現(xiàn)象。因此，在電還原鄰硝基苯酚制備鄰氨基苯酚過程中，需通入氮氣進行保護，通過正交試驗獲得的最佳電解條件為：鄰硝基苯酚加入量與理論量的物質(zhì)的量之比為2:1，NaOH加入量3.0g，反應(yīng)溫度為35℃，電流強度為0.3A，電流效率為在98%以上。

7、>　　第四，在滿足陰極制備鄰氨基苯酚最大電流效率條件下，將陽極制備苯甲醛的過程與陰極進行配對。在H型電解槽中，以NiOOH為陽極，Cu為陰極，Na2SO4為電解質(zhì)，保持陰極電解條件基本不變的基礎(chǔ)上，通過正交試驗考察了陽極電解過程中苯甲醇加入量與理論量的物質(zhì)的量之比，反應(yīng)溫度和NaOH加入量對陰陽極電流效率和總電解電流效率的影響情況。實驗結(jié)果顯示：反應(yīng)溫度35℃，電解電流0.3A，鄰硝基苯酚加入量為理論量的2倍，陰極堿用量為3.0g，苯甲