探索磷钨杂多酸催化邻苯甲酰苯甲酸合成蒽醌反应研究

《探索磷钨杂多酸催化邻苯甲酰苯甲酸合成蒽醌反应研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、河北工业大学硕士学位论文磷钨杂多酸催化邻苯甲酰苯甲酸合成蒽醌反应研究姓名：栾艳勤申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王桂荣20100501河北工业大学硕士学位论文磷钨杂多酸催化邻苯甲酰苯甲酸合成蒽醌反应研究摘要蒽醌（AQ）是重要的有机合成中间体。苯酐法合成AQ首先是以三氯化铝为催化剂，催化苯与苯酐反应合成邻苯甲酰苯甲酸（BBA），再以浓硫酸作催化剂将邻苯甲酰苯甲酸脱水合成蒽醌。该过程使用了三氯化铝和浓硫酸，造成严重的设备腐蚀、环境污染等问题。对磷钨杂多酸（HPW）取代浓硫酸催化邻苯甲酰苯甲酸合成蒽醌反应进行研究，具有重要的理论意义和应用价值。首先，考察了

2、多种杂多酸（盐）在邻苯甲酰苯甲酸脱水合成蒽醌反应中的催化性能，筛选出适于本反应的催化剂为磷钨酸。确定反应的较优条件为：m(HPW):m(BBA)=1:40，反应温度220℃，反应时间2h，AQ收率达99%以上。但该催化剂不易回收且无法重复使用。通过对催化剂进行FT-IR表征，表明该反应所用的磷钨酸为Keggin结构，催化剂失活的原因是积炭结焦。其次，采用溶胶-凝胶法制备了负载型磷钨酸催化剂。考察了溶剂种类及用量、水解温度、醇硅比、水硅比、焙烧温度以及磷钨酸负载量对催化剂催化性能的影响。优化得该催化剂的较优制备条件为：以乙醇为溶剂，水解液pH为3.8，水解温度8

3、0℃，醇硅比为2、水硅比为5、120℃干燥、250℃焙烧2h、磷钨酸负载量为10%。该催化剂催化合成AQ的较优反应条件为：m(HPW/硅胶):m(BBA)=1:1，反应温度260℃，反应时间2h，AQ收率可达99.8%。但该催化剂的重复使用性较差。通过FT-IR和BET表征结果可知，采用溶胶-凝胶法制备的负载型催化剂中的HPW仍保持其Keggin结构，并且积炭结焦是该催化剂失活的原因。采用高温焙烧除炭，会破坏HPW的结构，所以，高温焙烧不是该催化剂有效的再生方法。另外，采用等体积浸渍法制备不同载体负载的磷钨酸催化剂，考察各催化剂在邻苯甲酰苯甲酸合成蒽醌反应中的

4、催化性能，并优化催化剂制备条件及反应条件。以250℃焙烧、负载量30%的HPW/SiO2为催化剂，合成蒽醌的较优条件为：m(HPW/SiO2):m(BBA)=1.6:1，反应温度220℃，反应时间2h，此时AQ收率达99.6%。通过FT-IR、TG-DTG、XRD表征，表明磷钨酸高度均匀地分散在SiO2载体上，并保持其Keggin结构。通过对失活催化剂进行BET、UV-Vis和Py-IR表征分析，认为积炭结焦使催化剂B酸酸量减小是催化剂失活的原因。采用不同方法制备掺杂不同金属的HPW/SiO2催化剂，并考察此类催化剂的重复使用性。通过对失活HPW/SiO2催化

5、剂和Pd/SiO2/HPW催化剂进行TG-DTA分析，发现金属Pd的i磷钨杂多酸催化邻苯甲酰苯甲酸合成蒽醌反应研究掺杂可以有效降低积炭的燃烧温度。关键词：磷钨杂多酸，蒽醌，邻苯甲酰苯甲酸，浸渍法，溶胶-凝胶法ii河北工业大学硕士学位论文STUDYONSYNTHESISOFANTHRAQUINONEFROMO-BENZOYLBENZOICACIDOVERPHOSPHOTUNGSTICACIDCATALYSTABSTRACTAnthraquinone(AQ)isanimportantorganicsyntheticintermediate.Thetradition

6、almethodofthesynthesisofAQconsistsoftworeactionsteps.Thefirststepisthesynthesisofo-benzoylbenzoicacid(BBA)frombenzeneandphthalicanhydridecatalyzedbyaluminumchloride,theanotheristhesynthesisofAQfromdehydrationofo-benzoylbenzoicacid(BBA)catalyzedbyconcentratedsulfuricacid.Usingaluminu

7、mchlorideandconcentratedsulfuricacidascatalystcausessevereequipmentcorrosionandenvironmentpollution.SothestudyonsynthsisofanthraquinonefromBBAoverphosphotungsticacidcatalysthasagreattheoreticalandapplicationsignificance.Firstly,Severalheteropolyacidcatalystswereusedinsynthesisofanth

8、raquinone.Performan