探究离子液体催化苯与苯酐的friedel-crafts酰基化反应研究

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1、河北工业大学硕士学位论文离子液体催化苯与苯酐的Friedel-Crafts酰基化反应研究姓名：郝苏霞申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王桂荣20100501离子液体催化苯与苯酐的Friedel-Crafts酰基化反应研究离子液体催化苯与苯酐的Friedel-Crafts酰基化反应研究摘要苯与苯酐的Friedel-Crafts酰基化反应是合成蒽醌的主要方法之一，传统上该反应使用AlCl3作催化剂，但会造成设备腐蚀、环境污染等问题。对离子液体催化苯与苯酐的Friedel-Crafts酰基化反应进行研究，具有重要的理论意义和应用价值。本文考察了Keg

2、gin型杂多酸-磷钨酸、磷钼酸和硅钨酸在苯与苯酐的酰基化反应中的催化活性，其中活性较好催化剂为磷钨酸。确定了磷钨酸的焙烧温度为150℃，较优的反应条件为：反应温度130℃，反应时间2h，m（苯酐）:v（苯）=3:40，m（磷钨酸）:m（苯酐）=1:5，该条件下邻苯甲酰苯甲酸的收率为7.6%。实验制备了磷钨酸铝、磷钨酸钾和磷钨酸铯，并考察了它们在苯与苯酐酰基化反应中的催化活性。实验结果表明只有磷钨酸铯具有较低的催化活性，邻苯甲酰苯甲酸收率<1%。制备了非氯铝酸离子液体和氯铝酸离子液体（[Emim]Br-AlCl3），并用于催化苯与苯酐的酰基化反应。实验发

3、现，只有氯铝酸离子液体具有催化活性。本文以氯铝酸离子液体为催化剂，进行反应条件优化，较优条件为：反应温度为30℃℃，反应时间3h时，n(苯):n(PHA)=3:1，m([Emim]Br-AlCl3):m(PHA)=7:1，邻苯甲酰苯甲酸收率达88.4%。并推测了反应机理。制备了以活性炭为载体的负载型氯铝酸离子液体([Emim]Br-AlCl3/C)，并用于催化苯和苯酐的酰基化反应。确定催化剂的浸渍时间为16h。较优反应条件为：反应温度80℃，反应时间4h，m（PHA）：v（苯）=1:50，m（氯铝酸离子液体）:m（PHA）=10.5:1，该条件下邻苯甲

4、酰苯甲酸的收率为17.8%。该负载型催化剂第一次重复利用时，BBA收率下降到9.0%，通过补充活性组分后可以将BBA收率提高到12.4%。关键词：苯酐，邻苯甲酰苯甲酸，Friedel-Crafts酰基化反应，杂多酸，离子液体iv河北工业大学硕士学位论文STUDYONFRIEDEL-CRAFTSACYLATIONOFBENZENEWITHPHTHALICANHYDRIDECATALYZEDBYIONICLIQUIDSABSTRACTTheFriedel-Craftsacylationofbenzenewithphthalicanhydrideisonei

5、mportantwaytosynthesisanthraquinone.ThetraditionalcatalystisAlCl3,whichwillcauseequipmentcorrosionandenvironmentalpollution.IthasgreattheoreticalandapplicationsignificancetostudytheFriedel-CraftsacylationofbenzenewithphthalicanhydridecatalyzedbyILs.Heteropolyacidswereusedforthea

6、cylationofbenzenewithphthalicanhydride,includingHPW,HPMo,HSiW.Inthisreaction,HPWwasabettercatalystandwascalcinatedunder150℃.Theoptimumcondationasfollowing:reactiontemperature130℃,reactiontime2h,m(PHA):v(benzene)=3:40,m(HPW):m(PHA)=1:5,yieldofo-benbzoylbenzoicwas7.6%.Wesynthesize

7、dHPWsaltsincludingAl-substituteddodecatungstophosphoricacid,K-substituteddodecatungstophosphoricacid,CsCs-substituteddodecatungstophosphoricacidandstudiedthecatalysticactivityintheacylationofbenzenewithphthalicanhydride.OnlyCs-substituteddodecatungstophosphoricacidcouldcatalyzet

8、hereactionandtheyieldofo-benbzoylbenzoicwasless