微波促进金属卟啉催化邻硝基甲苯氧化合成邻硝基苯甲酸的研究论文

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1、微波促进金属卟啉催化邻硝基甲苯氧化合成邻硝基苯甲酸的研究毕业论文目录摘要IABSTRACTI第1章绪论11.1论文研究的目的、意义11.2邻硝基苯甲酸的研究进展21.2.1化学计量法21.2.2空（氧）气液相氧化法41.2.3微波加热法111.3金属卟啉催化剂的研究进展161.3.1金属卟啉催化剂在催化氧化中的应用161.3.2金属卟啉催化剂的结构及其催化氧化机理161.4本论文的研究内容和技术路线181.4.1研究内容及方法181.4.2研究技术路线191.5本章小结19第2章实验部分212.1主要试剂和仪器21

2、2.1.1实验室主要试剂212.1.2实验室主要仪器及设备212.2金属卟啉类催化剂的种类及制备232.3微波法氧化邻硝基甲苯制备邻硝基苯甲酸232.3.1微波氧化的步骤242.3.2空白试验242.3.3反应条件的优化与选择252.4邻硝基苯甲酸的分离28292.5本章小结28第3章结果与讨论313.1邻硝基苯甲酸的定性和定量分析与讨论313.1.1目标产物熔点的测定313.1.2目标产物邻硝基苯甲酸的红外光谱的鉴定313.1.3液相色谱分析方法的确立333.1.4主要组分标准曲线的建立333.1.5产物收率及选

3、择性和原料转化率的计算343.2一定浓度催化剂溶液的配制353.3微波促进邻硝基苯甲合成邻硝基苯甲酸的研究353.3.1空白试验353.3.2不同溶剂对微波反应的影响373.3.3不同催化剂微波对反应的影响383.3.4催化剂用量微波对反应的影响403.3.5反应温度对微波反应的影响413.3.6反应时间对微波反应的影响423.3.7氧气压力对微波反应的影响433.3.8氢氧化钠用量对微波反应的影响443.3.9乙醇浓度对微波反应的影响453.3.10底物浓度对微波反应的影响463.4普通加热和微波加热的比较473

4、.5邻硝基甲苯氧化产物的分离493.6本章小结50结论51参考文献53附录57攻读硕士学位期间所发表的学术论文63致谢6529第1章绪论第1章绪论1.1论文研究的目的、意义邻硝基苯甲酸（ONBA）是有机合成和制造医药、染料、感光材料和其他精细化学品的重要中间体，广泛用于医药、染料和有机合成。例如，邻硝基苯甲酸可用于制取靛蓝和直接染料，并可用作金属防锈剂、抗氧化剂和制取农药灭草松的中间体。全世界对邻硝基苯甲酸的年需求量呈逐年呈上升的趋势。因此，研究高效合成邻硝基苯甲酸的方法是十分必要的。目前工业上应用较为成熟的邻硝基

5、苯甲酸合成方法主要有邻硝基甲苯（ONT）化学计量法和空气（氧气）液相氧化法，化学计量法使用的氧化剂不仅对环境造成巨大污染而且设备腐蚀严重同时存在潜在的危险隐患，基本被淘汰。空气（氧气）液相氧化法较化学计量氧化法对环境的污染程度减小同时，对设备的腐蚀也减轻了，但还存在着反应溶剂不够绿色、能耗较高等缺点。本课题组一直致力于邻硝基苯甲酸的研究，对其合成收率、产物选择性和原料转化率、反应条件等诸多方面进行改进。最早佘远斌等人研究使用甲醇或甲醇/苯为溶剂，在氧气加压的条件下仿生催化氧气氧化邻硝基甲苯合成邻硝基苯甲酸，这种方法

6、较之前的方法不论从环境能耗还是从设备腐蚀等方面都有了较大的提高，然而甲醇还不是最绿色的反应溶剂。因此，本课题组又尝试研究以乙醇水溶液为溶剂的反应。以乙醇水溶液为溶剂进行反应，解决了原有方法存在的因溶剂不够绿色而产生的环保问题。然而，反应时间还是太长（12h），反应压力太大（2.0MPa），反应碱量使用也太大等等因素造成能源损耗较大、安全性不够等问题。因此，寻找一种既环保又低能耗的高效合成邻硝基苯甲酸的方法是非常有意义的。本论文所用的方法采用微波加热的方式代替常规加热反应，不仅高选择性、高收率地合成了目标产物，而且显

7、著地降低了反应压力、减少了反应碱量、缩短了反应时间，从而有效地降低了反应能耗和操作费用，提高了反应安全性，并使后处理过程更为简便，提高了反应效率。29第1章绪论1.2邻硝基苯甲酸的研究进展以邻硝基甲苯为原料制取邻硝基苯甲酸的方法非常多，主要分为化学计量法和空（氧）气液相氧化法。还有近些年新发展起来的微波加热法，现分别概述如下。1.2.1化学计量法化学计量法中，由邻硝基甲苯氧化制取邻硝基苯甲酸的方法有很多，但真正适用于工业化生产的方法极少。下面对该法进行简单介绍。1.2.1.1次氯酸钠氧化法1986年Sasson等[

8、1]发表了用PTC-RuO4-NaClO法进行不活泼取代甲苯的液相氧化的研究,其中邻硝基苯甲酸的收率为95.0%，其中相转移催化剂(PTC)为Bu4N+Br-(四丁基溴化铵)。但是这种方法的成本太高，而且反应中存在大量的氯离子对设备腐蚀严重，所以难以工业化。大连理工大学的姚蒙正等[2，3]也对此法进行了研究，发现氧化ONT时，应选择在弱碱性介质中进行氧化，并