手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

微波辅助的苯的直接羟基化反应

刘彤

   近年来随着人们对绿色化学的重视,用催化剂代替反应试剂提高有机合成的原子利用率成为相关研究的热点。通过活化芳环的C-H键实现羟基化,一步生成相应的羟基化合物是合成化学和催化化学重点研究的课题之一。 作为一种新型的化学合成技术,微波辅助合成具有时间短、操作简便、低耗能、产率高及环境友好等优点,可使一些在常规回流条件下不能被活化而无法进行或难以进行的反应得以发生。本论文采用Discover单模微波精确合成系统,以H_2O_2为氧化剂,催化苯直接羟基化制备苯酚的反应研究。 本论文利用常规浸渍法和微波负载法分别制备了Fe/活性炭、Fe/SiO_2、Fe/TiO_2、Fe/β-沸石和Fe/γ-Al_2O_3系列催化剂。采用XRD、BET、SEM等技术手段对所制备的催化剂进行了表征。探讨了在微波辐射条件下不同制备方法制备的催化剂对苯直接羟基化制备苯酚反应的催化活性。研究了在微波辐射下制备条件和反应条件对苯直接羟基化制备苯酚反应的催化活性的影响,优化了反应条件。结果表明:各种催化剂在微波辐射下的催化活性得到了极大的提高,其中Fe/活性炭催化剂的催化活性要强于Fe/SiO_2、Fe/TiO_2、Fe/β-沸石和Fe/γ-Al_2O_3催化剂;常规浸渍法制备的(5 wt %)FeCl_3/活性炭催化剂在微波辐射下(35°C)催化苯直接羟基化制备苯酚的优化的反应条件是:1 mL苯,15 mL乙腈, 3 mLH_2O_2, 0.4 g催化剂,20 min,苯酚的收率达到了28.2 %,选择性为100 %。微波负载法制备的FeCl3/活性炭催化剂的优化的制备条件是:5 %的负载量,45 W的辐射强度,辐射时间20 min;其在微波条件下(35°C)催化苯直接羟基化制备苯酚的优化的反应条件是:1 mL苯,15 mL乙腈,3 mLH_2O_2,0.4 g催化剂,15 min;苯酚的收率达到了29.7 %,选择性为100 %。对比实验结果,微波负载法制备的FeCl3/活性炭催化剂的催化活性要优于常规浸渍法。通过加入不同比率的Cu、Co来改善Fe/活性炭、Fe/SiO_2、Fe/TiO_2、Fe/β-沸石和Fe/γ-Al_2O_3催化剂的催化性能。用常规浸渍法和微波负载法分别制备了催化剂。实验结果表明:加入了第二种过渡金属后,尽管催化剂的表面积和孔体积均出现了减少,但在微波辐射下催化剂的催化活性却得到了提高。微波负载法制备的催化剂的活性要好于常规浸渍法。 以吡啶修饰钒取代杂多酸(Py_3PMo_(11)V)为催化剂,H_2O_2为氧化剂,在微波辐射下催化苯直接羟基化制备苯酚反应。实验结果表明:在微波辐射下Py_3PMo_(11)V催化苯直接羟基化制备苯酚的优化的反应条件是:1 mL苯,1.8 mL H_2O_2,0.15 g催化剂,20 min,70°C,得到的苯酚的收率达到了28.2 %,选择性为100 %。……   
[关键词]:芳环;羟基化;浸渍法;微波辐射;杂多酸
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国矿业大学2010年