对苯二甲酸的加氢精制过程 I.热力学及反应特性分析

对钯碳催化剂(Pd/AC)上对苯二甲酸(TA)加氢精制过程进行了研究,结合反应体系的热力学分析,对该体系中的反应历程、反应特性进行了探讨,并对工业过程进行取样分析验证实验结果。结果表明:加氢精制工艺过程主要发生了两类反应,即加氢反应和脱羰反应,但脱羰反应的并存并未从本质上影响最终精制目的,即降低TA中对羧基苯甲醛(4-CBA)的含量。加氢反应是一个串联反应,即先由4-CBA加氢生成对羟甲基苯甲酸(4-HM BA),反应速率非常快,而后4-HM BA进一步加氢生成对甲基苯甲酸(4-PT),相对速率较慢;脱羰反应的进行程度与反应体系中存在的微量氧密切相关,溶解的微量氧对脱羰反应有促进作用,而氢气则会抑制脱羰反应。     

对苯二甲酸的加氢精制过程Ⅱ.不同粒度催化剂上4-CBA表观加氢动力学

对Pd/AC催化剂上对苯二甲酸(TA)加氢精制过程中的对羧基苯甲醛(4-CBA)加氢反应进行了研究。考察了氢分压、反应温度、催化剂颗粒大小对4-CBA消逝速率的影响,结果表明:在高于0.35 M Pa时,氢分压对4-CBA加氢反应速率的影响很小,而温度和催化剂粒度大小对加氢反应的影响显著。同时,工业条件下的TA加氢精制过程存在着严重的内外扩散。采用幂函数动力学模型方程利用M atlab拟合得到了不同粒度催化剂上的表观动力学方程。     

5-羟甲基糠醛在Pd(111)面上的加氢反应机理研究

利用基于周期性平面波的密度泛函理论方法研究了5-羟甲基糠醛在Pd(111)表面的加氢还原反应,考虑了2种可能的反应路线,第一种反应路线是支链上的醛基碳先加氢生成F-CH₂O中间体,接着F-CH₂O中间体进一步加氢生成2,5-二羟甲基呋喃;第二种反应路线是支链上的醛基氧先加氢生成F-CHOH中间体,然后F-CHOH再加氢生成2,5-二羟甲基呋喃.计算了2种反应路线下5-羟甲基糠醛加氢生成2,5-二羟甲基呋喃反应的动力学数据和热力学数据,分析讨论了5-羟甲基糠醛在Pd(111)表面的加氢反应机理,最终得出最低能量路线为：F-CHO→F-CHOH→F-CH₂OH.     

N,N'-双(3-羰甲氧苯基)脲的新合成方法

以间-硝基苯甲酸甲酯为底物,三乙胺为助催化剂,少量水为引发剂,经硒催化还原羰基化合成N,N′-双(3-羰甲氧苯基)脲,并对反应温度,反应时间及一氧化碳压力做了详细研究.所得N,N′-双(3-羰甲氧苯基)脲的产率达79%.     

四苯基锌卟啉催化氧气氧化对硝基乙苯的表观动力学研究

本文在研究氧气氧化对硝基乙苯反应时,发现双-(α-甲基-4-硝基苄基)过氧化物为关键中间产物,对硝基苯乙酮为主产物,在此基础上建立了四苯基锌卟啉（TPPZn）催化氧气氧化对硝基乙苯的反应模型和速率方程,对其表观动力学行为进行了深入的研究。同时,根据110-150℃范围内所测得的实验数据,计算出了相应的反应速率常数,确立了对硝基乙苯氧化生成双-(α-甲基-4-硝基苄基)过氧化物的第一步为零级反应,表观活化能为39.5kJ/mol;双-(α-甲基-4-硝基苄基)过氧化物分解生成对硝基苯乙酮的第二步反应为1/2级反应,表观活化能为44.6kJ/mol。对比同一温度下的反应速率常数k1和k2,发现低温时k2和k1基本相等,而高温时k2大于k1。通过比较两步反应的表观活化能和反应速率常数,发现升高反应温度有利于对硝基苯乙酮的生成,且可以提高其生成速率。     

α-溴-2,5-二甲氧基苯乙酮的合成

通过甲醇体系中利用溴化氢溴代α一氯2,5-二甲氧基苯乙酮的方法,获得了α-溴一2,5-二甲氧基苯乙酮,进一步和苯甲酸反应得到了苯甲酸-(2,5二甲氧基苯羰甲基)酯.研究表明该化合物在非极性溶剂苯中,没有光化学活性.在具有氢给体能力的甲醇溶剂中,也没有观察到任何光化学变化.     

抗癌药物丙卡巴肼的合成工艺再优化

以对甲基苯甲酸为起始原料,与氯化亚砜反应得对甲基苯甲酰氯(2),酰氯直接与异丙胺反应得对甲苯甲酰异丙胺(3);化合物3经硝酸铈铵(CAN)氧化得4-甲酰基苯甲酰异丙胺(4);以氰基硼氢化钠为还原剂,化合物4与甲基肼硫酸盐在碱性条件下经经缩合还原反应生成目标化合物丙卡巴肼.该工艺路线共4步反应,总收率44.7%,每个单元反应收率71%~86%.所有化合物的结构均经1H-NMR、13C-NMR和MS确认.     

信息动态

采用浸渍法制备各种催化剂,用WFSM-3060高压反应装置及X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、程序升温脱附(H2-TPD,NH3-TPD)和程序升温还原(H2-TPR)等技术表征,对催化剂活性进行了评价.液体产物用傅里叶-红外(FT-IR)、气相色谱-质谱法(GC-MS)和SF-3微量水分分析仪进行分析;气体产物通过气相色谱(GC)在线分析.分析结果显示:10VNi-10Ce有很好的热稳定性,有3个吸附中心和3个酸中心.液体产物大多是C18以下的碳氢化合物.由GC和SF-3试验结果可知:脱羰反应和脱羧反应(一CO2)是同时进行的,脱羧反应是催化裂化的主反应.植物油中的氧主要是通过CO2和CO形式脱除,少量的氧以H2O的形式去除.     

N,N′—双(3—羰甲氧苯基)脲的新合成方法

以间—硝基苯甲酸甲酯为底物 ,三乙胺为助催化剂 ,少量水为引发剂 ,经硒催化还原羰基化合成N ,N′—双(3—羰甲氧苯基 )脲 ,并对反应温度 ,反应时间及一氧化碳压力做了详细研究。所得N ,N′—双 (3—羰甲氧苯基 )脲的产率达 79%     

PEG催化氧化法合成对硝基苯甲酸

研究了聚乙二醇(PEG—600)作为相转移催化剂催化KMnO4氧化对硝基甲苯合成对硝基苯甲酸的反应,考察了相转移催化剂用量、反应温度、反应时间、KMnO4用量和反应体系酸碱性对反应的影响.PEG—600用量为反应底物摩尔数的5%,KMnO4与对硝基甲苯摩尔比为3∶1,反应温度为95℃,反应时间为3 h,在中性条件下进行反应,产物收率达51.6%.实验表明,PEG—600对于KMnO4氧化对硝基甲苯合成对硝基苯甲酸的反应是一种优良的相转移催化剂.     

龙口页岩油中压加氢精制研究

利用小型滴流床反应器和NiW/Al2O3商业催化剂对全馏分龙口页岩油进行中压(≤9 MPa)加氢精制研究。考察反应温度、压力、液时空速和氢油比对加氢产物的硫含量、氮含量、密度、颜色和裂解程度的影响。结果表明:提高反应温度,降低液时空速,增大反应压力有利于加氢脱氮(HDN)反应进行;氢油比高于1000之后,增加氢油比对加氢脱硫(HDS)和HDN影响较小;当反应温度为420℃、压力为7 MPa、液时空速为0.5 h-1、氢油比为1000时,页岩油的脱硫率和脱氮率达到最高,分别为99.6%和99.9%;龙口页岩油加氢精制的最佳反应温度为400℃、压力为9MPa、液时空速为0.5 h-1、氢油比为1000。     

2-甲基-5,7-二氢噻吩并[3,4d]嘧啶6,6-二氧化物的合成新方法

对4-氯-2-甲基-5,7-二氢噻吩并[3,4-d]嘧啶6,6-二氧化物为原料合成2-甲基-5,7二氢噻吩并[3,4-d]嘧啶6,6-二氧化物的方法进行了改进.与文献报道的Pd-C/H2脱氯方法相比,用新的甲苯-锌粉-氢氧化钠溶液-TBAB体系常压脱氯,简便易行,避免了加氢脱氯的危险性,降低了成本,产物收率达92 %.对反应条件进行了优化:甲苯为溶剂,TABA为相转移催化剂,n(4-氯嘧啶二氧化物)∶n(Zn)∶n(NaOH)=1∶10∶20,温度100 ℃,反应时间2 h.     

离子液体中钯电极上氧分子电化学还原反应初探:水的影响

本文通过循环伏安法分别研究了在酸性水溶液与离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)中钯电极上的氧还原反应(ORR),并探究了离子液体中质子供体(水)的引入对氧电还原反应的影响.结果表明,与酸性水溶液中钯电极上氧还原反应的4电子途径不同,在质子惰性的[Bmim]BF4离子液体中钯电极上的氧还原是通过1电子途径进行,还原生成离子液体中能稳定存在的O2●-,且该反应有较好的可逆性.而在离子液体中引入少量水后,氧还原反应逐渐向不可逆的2电子途径转化,生成过氧化物.     

ZrO2改性Co-Ru/γ-Al2O3催化剂F-T合成的本征动力学

根据费-托(F-T)合成的表面碳化物机理,推导出合成气反应的8个动力学模型.利用固定床微分反应器对ZrO2改性Co-Ru/γ-Al2O3催化剂在473 K和458～498 K下的F-T合成动力学进行了研究.结果表明:473 K时,H2完全解离,吸附态CO加氢生成甲酰(HCO),HCO加氢生成表面C,同时氧以水的形式脱除(模型6),实验结果最吻合.在473K时,反应速率表达式为:-dNCO/dw=kpCOp1/2H2/(1 1.499p1/2H2 1.609pCO 2.541p-1/2H2pCO)2,k为99.83 mmol/(h·g·MPa1.5).通过实验数据对模型6的非线性回归,对反应活化能、吸附活化能等进行了估算,活化能为68.34 kJ/mol.     

麻疯树油加氢脱氧制备第二代生物柴油

采用硫化型NiMo/活性白土为催化剂,以非粮植物油麻疯树油为原料制备第二代生物柴油.利用等体积浸渍和CS2原位活化结合的方法制备出硫化型NiMo/活性白土催化剂,并通过XRD、BET、Py-FTIR和NH3-TPD等技术对其结构和性能进行表征.考察了不同反应温度、催化剂用量、反应初始氢压、反应时间下麻疯树油的转化率及生成C15-C18烃类的选择性.实验结果表明,最优的反应条件为:反应温度300℃、催化剂质量分数为7.5％、反应初始氢压3.5 MPa和反应时间60 min,在该反应条件下,麻疯树油的转化率达到95.19％,生成C15-C18烃类的选择性为84.53％.对最优油品的组分进行了分析,在硫化型NiMo/活性白土催化剂作用下,麻疯树油经加氢饱和、加氢脱氧、脱羰及裂化等反应生成含C15-C18链烃,即第二代生物柴油.     

臭氧对水中甲基对硫磷的降解

通过研究臭氧对水中甲基对硫磷的降解.探索臭氧对甲基对硫磷的降解机制和影响因素.将臭氧气体充入反应器中与甲基对硫磷进行反应,采用GC-MS和标准样品对中间产物进行定性分析,并用HIPLC同时监测甲基对硫磷的残留量和中间产物的生成量.结果表明,臭氧对甲基对硫磷的降解由臭氧直接氧化和羟基自由基间接氧化共同完成,降解历程遵循假一级反应动力学.50 mmol/L离子清除剂叔丁醇使甲基对硫磷的降解速率降低60%,而溶液pH值对降解速率则无明显影响.通过GC/MS分析,确定了甲基对氧磷为甲基对硫磷的臭氧降解中间产物.甲基对氧磷的生成量受到溶液pH和甲基对硫磷起始浓度的影响,较低溶液pH和较高甲基对硫磷起始浓度均有利于甲基对氧磷的积累,而离子清除剂则对甲基对氧磷的生成量没有显著影响.     

1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶镍电极电化学加氢机理

采用稳态极化法、循环伏安法和恒电位库仑法研究了1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶(ANDMU)在镍电极上的电化学加氢机理,实验体系为pH 3的硫酸硫酸钾水溶液。结果表明,在镍电极析氢电位之前,在-0.7~-0.8 V(相对于Hg2SO4参比电极)ANDMU即发生加氢反应。随着pH值降低,还原电流增大,加氢反应速度增大,还原电位正移。反应受扩散控制,增大搅拌速度和提高温度都可以提高反应速度。ANDMU在镍电极上的电化学加氢反应机理与在铂电极上的情况相似,都是溶液中氢离子在电极表面得电子生成原子态氢还原ANDMU的EC(电化学反应后耦联有化学反应)过程。     

5-甲基-4-氧代-3,4-二氢噻吩并[2,3-d]嘧啶-6-甲酸乙酯衍生物的合成

在吗啡啉催化下,利用Gewald反应使乙酰乙酸乙酯、氰基乙酸乙酯与硫反应得到中间体5-氨基-3-甲基噻吩-2,4-二甲酸乙酯(2),再与原甲酸三乙酯反应生成5-乙氧基亚甲胺-3-甲基噻吩-2,4-二甲酸乙酯(3),最后再与相应的伯胺反应生成了4个目标产物5-甲基-4-氧代-3,4-二氢噻吩并[2,3-d]嘧啶-6-甲酸乙酯衍生物(4a~4d),所得产物结构经由1H NMR,IR,MS进行了确证.结果表明:该研究方法原料易得,反应条件适宜,所得化合物产量较高.     

食醋中对羟基苯甲酸酯GC测定固相萃取条件优化探讨

使用C18固相萃取小柱,系统研究了食醋中对羟基苯甲酸酯固相萃取预富集方法,考虑影响回收率的四个主要因素,即上样速率、洗脱溶剂、洗脱溶剂用量、洗脱速率,利用正交试验进行萃取条件优化,成功地确定上样速率4mlomin-1,洗脱溶剂为甲醇,洗脱溶剂用量2ml,洗脱速率2mlomin-1为优化的萃取条件,此时得到对羟基苯甲酸甲酯(MPB)、对羟基苯甲酸乙酯(EPB)、对羟基苯甲酸丙酯(PPB)、对羟基苯甲酸丁酯(BPB)的回收率分别为在96.5%～120%范围内,相应化合物的液-液萃取回收率为92.9%～120%,表明固相萃取在测定对羟基苯甲酸酯中可以取代液-液萃取。     

多氯代苯胺亲电取代定位效应的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G**基组水平上计算多氯代苯胺脱氯加氢反应中苯环上各C原子电荷分布和亲电取代σ配位化合物能量的变化,研究多氯代苯胺脱氯加氢合成3,5-二氯苯胺反应的定位效应.结果表明:多氯代苯胺邻、对位C原子电荷数和σ配位化合物能量明显小于间位C原子的电荷数和σ配位化合物能量,邻、对位会优先发生脱氯取代反应,即理论上朝着生成3,5-二氯苯胺的方向进行.