刘森
,
杜耘辰
,
肖霓
,
张永来
,
纪妍妍
,
肖丰收
催化学报
采用尿素作为pH值自调节剂,一锅法合成了Fe-SBA-15催化剂. X射线衍射和N2吸附-脱附等温线结果表明, Fe-SBA-15具有与SBA-15相似的介孔结构. 紫外-可见光谱结果表明, Fe-SBA-15样品在550 ℃焙烧后Fe元素主要以四配位形式存在. 活性测试峁砻? Fe-SBA-15对苯及其衍生物的Friedel-Crafts苄基化反应具有优异的催化性能. 例如,在反应温度为70 ℃和苯/苄基氯摩尔比为14.4的条件下,催化剂上苄基氯完全转化所需的时间为20～70 min, 二苯甲烷的选择性为97.8%～100%. 随着反应温度的升高和Fe含量的增加,苄基氯的转化率逐渐升高;随着苯/苄基氯比的减小,苄基氯完全转化所需的时间逐渐延长.
关键词:
一锅法合成
,
尿素
,
铁
,
SBA-15
,
介孔分子筛
,
Friedel-Crafts反应
,
苄基氯
巩凯
,
王华兰
,
王舒馨
,
王颖
,
陈敬华
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60888-9
多组分反应是指三个或三个以上反应物在同一反应容器里形成一个新的、包括所有反应物主要部分的产物.多组分反应因具有操作简单、效率高和原子经济性好等优点而引起化学家和药物化学工作者的极大兴趣,成为有机合成发展趋势之一.9-芳基-2,3,4,5,6,7-六氢-2H-氧杂蒽-1,8-二酮衍生物是由芳香醛和1,3-环己二酮化合物的多组分缩合反应制备.通常在Lewis酸或Br?nsted酸催化下进行反应,常用的催化剂有对十二烷基苯磺酸、Amberlyst-1、I2、MCM-41-SO3H、HClO4-SiO2、离子液体(如[Et3NH][HSO4])、纳米TiO2和纤维素-磺酸等,微波和超声波等技术也用于该反应.这些方法虽取得一定进展,但仍然存在反应时间较长和产率较低等缺点.因此,开发与研究氧杂蒽二酮衍生物的绿色合成方法显得非常必要.
β-环糊精是由7个葡萄糖经1,4-苷键连接而成的环状化合物,7个伯醇羟基位于空洞小的一端,14个仲醇排列在空洞大的一端,形成空洞外部和入口处富有亲水性而空洞内部呈疏水性的特性.由于这一独特性能,β-环糊精及其衍生物被作为相转移催化剂应用于有机合成反应,如氧化反应、还原反应、环加成反应及偶联反应.对β-环糊精进行功能化修饰是拓展β-环糊精在有机合成反应中应用的有效方法之一.
本文采用丁磺酸基功能化修饰β-环糊精,得到β-环糊精-丁磺酸(β-CD-BSA),探讨了其作为酸性催化剂在芳香醛和1,3-环己二酮(或二甲酮)制备氧杂蒽二酮衍生物反应中的应用.首先,β-环糊精与丁磺酸内酯反应,生产磺丁基醚-β-环糊精,再经过酸性离子交换树脂,得到β-CD-BSA,采用红外光谱(FT-IR)和1H NMR表征催化剂.结果表明,磺酸丁基成功嫁接到β-环糊精上,经1H NMR图谱分析,β-CD-BSA的磺酸丁基平均取代度为7.以苯甲醛和二甲酮反应为模型反应,探讨了反应溶剂和催化剂用量等因素对反应性能的影响,得到最优反应工艺条件为：以H2O为溶剂,反应温度100 oC,催化剂用量1 mol%.探讨了反应底物适用性,采用不同取代基的芳香醛与1,3-环己二酮(或二甲酮)反应,制备了一系列氧杂蒽二酮衍生物.结果表明,无论芳香醛苯环上连接吸电子基团还是供电子基团,都能顺利发生反应并得到相应目标化合物,反应时间为15–60 min,产率为88%–97%.同时,与芳香醛上连有供电子基团相比,当芳香醛上连有吸电子基团时,其反应速度更快,反应时间更短,产率相对较高.与文献报道方法相比,本文构建的催化反应体系具有更高的催化活性和较高的反应产率.基于上述反应现象,结合相关文献,探讨了该反应可能的反应机理.本文还以对硝基苯甲醛和二甲酮反应为模型反应,探讨了β-CD-BSA循环回收使用性能.当反应结束后,加入少量水,过滤得到固体产物,滤液经干燥回收催化剂,不经进一步处理即可用于下一次反应,当催化剂循环使用5次时,反应产率由95%降至90%.可见,该催化剂回收方法简单,催化剂具有良好的稳定性.
综上所述,本文构建了β-CD-BSA/H2O催化反应体系,制备了一系列氧杂蒽二酮衍生物,该催化反应体系具有良好的催化性能和通用性,该方法操作简单,反应时间短,产率高,是一个制备氧杂蒽二酮衍生物的绿色合成方法.
关键词:
一锅法合成
,
酸催化
,
β-环糊精-丁磺酸
,
1,8-氧杂蒽二酮衍生物
,
水相反应
催化学报
成功研发了一种与已报道的方法相比合成蒽醌衍生物产量更高的新方法,该方法具有原料易得,收率高,反应时间短,反应条件温和以及操作容易等特点. 合成的蒽醌衍生物的结构由物性数据和光谱结果确定.
关键词:
蒽醌
,
路易斯酸
,
硫酸
,
一锅法合成
张铭
,
朱文帅
,
李宏平
,
荀苏杭
,
李猛
,
李亚男
,
魏延臣
,
李华明
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61103-2
温和条件下,燃油深度脱硫一直是非常重要的研究课题.目前,加氢脱硫(HDS)是石油工业上广泛采用的脱硫技术,它能够有效脱除燃油中的硫醚、硫醇和等无机硫化物,但对于芳香族硫化物(如二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩等),则效果较差.对于上述有机硫化物的深度脱除,现有的加氢脱硫技术需要更为苛刻的反应条件,如高温、高压、高活性贵金属催化剂等,这势必导致燃油成本的大幅上升.因此,世界各国科学家都加强了高效非加氢脱硫方法的研究,主要包括氧化脱硫法、吸附脱硫法、萃取脱硫法和生物脱硫法等,其中氧化脱硫法是一种公认的具有应用前景的高效脱硫技术,该技术只需在常温常压下进行,可将含硫化合物氧化成其相应的砜类物质后,再用溶剂萃取法或吸附法除去.氧化脱硫反应中所涉及氧化剂有过氧化氢、有机过氧化物和氧气等.在这些氧化剂中,过氧化氢由于其活性高,在氧化反应后的副产物只有水,而被广泛研究.
离子液体作为一种低温熔融盐,因其独特的理化性质,如无蒸气压、低毒性、良好的溶解性以及结构可调等,受到了广泛的关注.其中,功能化多酸基离子液体不仅具备离子液体的特点,还具备多金属氧酸盐的优势,已被用于燃油的均相氧化脱硫过程中.但是,此过程中离子液体往往用量较大,催化剂难于回收和循环利用,氧化剂用量较大,阻碍其在工业中的应用.为了克服上述缺点,本课题组以多酸基离子液体[C16mim]3PW12O40和正硅酸四乙酯为原料通过溶胶-凝胶法直接合成了一系列含钨功能化介孔复合材料 W-SiO2,其中咪唑型阳离子作为介孔模板剂,而多酸阴离子作为金属源.采用 XRD, IR, Raman, BET, DRS, TEM等测试手段对所合成的材料进行了表征.结果表明,钨活性物种是以氧化钨的形式存在,并且能够均匀地分散在载体二氧化硅上,所合成的材料比表面积为513–743 m2/g,孔体积为0.37–0.50 cm3/g,孔径为2.91–3.20 nm.将所合成的材料 W-SiO2-20应用于燃油氧化脱硫反应(过程中无需有机溶剂),结果表明,所合成的复合材料既能作为吸附剂来吸附有机硫化物,又能作为催化剂来活化过氧化氢以氧化有机硫化物.在最优条件(反应温度60oC, O/S摩尔比为2.5,反应时间40 min)下,二苯并噻吩脱除率可100%,而且反应体系易于循环使用,7次循环后脱硫率无明显降低.此外,还考察了复合材料在相同条件下对于不同硫化物的脱除效果,结果表明,反应活性顺序为4,6-DMDBT＞ DBT＞ BT＞ DT.
关键词:
多相氧化脱硫
,
氧化钨
,
介孔二氧化硅
,
一锅法合成
,
有机硫化物
