h2o2间接催化氧化制备δ-戊内酯的新工艺研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStudyonthenewsynthesistechnologyof6一valerolactoneusinghydrogenperoxidebyindirectcatalyticoxidationByWankunZhuSupervisor：Prof．GuoqinHuChemicalEngineering一SchoolofChemicalEngineeringandEnergy一一一April2014学位论文原创性声明lIIIILIIIlllllllll

2、llIllIlllLIIIIll1111UIY2547884本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文懈沭石叶日期：矽I啤6月．j日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人

3、授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文憾赛砷吼沙悔6月摘要6．戊内酯是一种非常重要的有机合成中间体，在合成纤维(聚酯)、医药和植物保护剂等方面有着广泛的用途。目前，我国需求的6．戊内酯主要依靠进口，而且在国际上也只有很少数几家公司生产。近年来，由于6．戊内酯用途的扩大，其市场需求也随之增加，尤其在医用与环保方面的应用前景，因此必须对现有的工艺技术

4、进行革新，找到一条反应条件温和、经济效益好的合成工艺路线变得愈发重要。能合成6一戊内酯的方法与原料很多，但是以环戊酮为原料的Baeyer-Villiger氧化合成6．戊内酯更受到人们的欢迎。传统的液体酸催化剂虽然催化效果好，但其对设备的腐蚀性强，而且难以回收，随着人们环保意识的增强，该类催化剂已经遭到了科研工作者的抛弃。取而代之的是固体酸催化剂，该类催化剂具有易回收、工艺简单且环保等优点。因此，固体酸催化剂的研究越来越受到人们的重视。本课题探索了以30％双氧水、丙酸以及环戊酮为原料，环己烷作为带水剂，利用固体酸催化剂催化合成6．戊内酯的工艺路线。通过丫．A1203

5、负载活性组分钨酸、氧化锡，制备出了五种不同的固体酸催化剂，利用XRD等方法对催化剂进行了表征，然后通过实验分析，筛选出了最适合本实验的催化剂，结果表明混烧法制备的Sn02一．A1203催化效果最好。通过单因素与正交实验对合成过氧丙酸的工艺条件进行优化，利用滴定法对反应产物进行定量分析，获得了最优的工艺条件：真空度O．066MPa，反应时间4．5h，丙酸与过氧化氢摩尔比为4．5：1，催化剂质量o．89。在此合成工艺条件下重复两次实验，得到平均收率为31．27％，选择性为53．87％。在合成过氧丙酸的基础上，加入环戊酮进一步合成出6一戊内酯，利用气相色谱内标法对产物定

6、量分析，先通过单因素实验对合成6．戊内酯的工艺路线优化，然后通过正交实验进一步优化，得到了较优的工艺条件：环戊酮用量2．19，反应时间3．5h，反应温度55。C，催化剂用量0．89。在此合成工艺条件下重复三次实验，得到平均收率为49．30％。催化剂进过过滤干燥回收，可以重复实验3次。最后，对产物进行减压蒸馏得到纯度较高的产品，通过使用红外色谱与核磁共振碳谱对产品进行表征分析，分析结果表明所合成的产物就是本实验的目标产物6．戊内酯。关键词：6．戊内酯；固体酸催化剂；Baeyer．Villiger氧化；环戊酮；过氧化氢ABSTRACTAsanimportantfine

7、chemicalintermediate，8-valerolactonehasawiderangeofusesinthepreparationoffibre(polyester)，pharmaceuticalmaterialandcropprotectionreagent．Atpresent，thedemandof5-valerolactoneinourcountryismainlyrelyonimports，andtherewasonlyaveryfewcompaniesproducing5-valerolactoneintheintemationalarena

8、．Inre