Raney Ni催化二亚糠基丙酮加氢制取长链烷烃前驱体的特性研究

采用Raney Ni为催化剂,考察了反应温度、压力、时间和溶剂对二亚糠基丙酮加氢制取长链烷烃前驱体催化性能的影响。结果表明,Raney Ni对二亚糠基丙酮具有很好的低温加氢性能,升高反应温度和压力均有利于加氢反应的进行,但过高的温度反而不利于加氢反应。在50℃和2.5 MPa下反应2 h,二亚糠基丙酮转化率达99.5%以上,饱和加氢产物的总选择性达到80.8%。此外,加氢中间产物的变化结果表明,二亚糠基丙酮的双键加氢容易程度为,烯键>呋喃环双键>C=O双键。Raney Ni 在甲醇溶剂中的加氢性能明显高于在四氢呋喃、环己烷或水溶剂中的加氢性能。     

非贵金属Co-N-C/MgO高效催化糠醛氧化酯化制糠酸甲酯（英文）

设计开发绿色、可持续的生物质资源高效转化制化学品催化过程具有重要的科学与应用研究价值.生物质基平台分子糠醛在分子氧存在下与甲醇发生氧化酯化,提供了一条糠酸甲酯的"非石油基"合成新路线.该反应采用贵金属/非贵金属催化体系,目前通常需要引入K_2CO_3或CH_3ONa等碱性添加剂,以提高催化氧化酯化反应活性和选择性;但是存在活性组分流失、生成副产物及污染环境等问题,阻碍了其进一步应用.探索高性能非贵金属催化剂,实现无碱条件下糠醛高效氧化酯化,对于提高该生物质路线竞争力与推动工业化进程具有重要意义.本文利用浸渍法将1,10-邻菲罗啉合钴(Ⅱ)负载到碱性载体氧化镁上,在氮气气氛下800 ℃热解,制备了非贵金属Co-N-C/MgO催化剂.在糠醛氧化酯化制糠酸甲酯反应中,Co-N-C/MgO催化剂表现出优异的性能,在0.5 MPa O_2,100 ℃条件下反应12 h,糠醛转化率达到93.0%,糠酸甲酯选择性达到98.5%,远超过相同方法制备的其他载体(活性炭、NaX、NaY和CaO)负载的钴基催化剂,实现了无碱性添加剂条件下糠醛高效氧化酯化制糠酸甲酯.X射线光电子能谱、X射线衍射、透射电镜、元素分析以及对比实验结果表明,Co-N-C/MgO催化剂上可能存在含钴的氮掺杂碳物种;该催化剂在糠醛氧化酯化中的高性能与其脱氢能力密切相关.并且在0.3–1.0 MPa氧气压力范围内,Co-N-C/MgO催化糠醛氧化酯化过程基本不受压力变化影响.糠醛与甲醇的氧化酯化反应和缩合反应为两个竞争路径,反应路径决定了反应的主要产物.我们使用盐酸处理Co-N-C/MgO催化剂,脱除MgO载体,制备了Co-N-C(HCl)催化剂.当使用该催化剂时,糠醛与甲醇主要发生缩合反应,得到缩醛产物2-(二甲氧基甲基)呋喃.如果在Co-N-C(HCl)催化反应体系中引入MgO添加剂,则主要发生糠醛氧化酯化反应,主产物为糠酸甲酯.为了验证-Cl是否对反应产生影响,使用NaCl溶液对Co-N-C/MgO进行浸渍、清洗处理,或直接使用NaCl为添加剂-;在这两种情况下,糠醛转化率与糠酸甲酯选择性均下降,表明Cl对糠醛氧化酯化反应具有负面作用.根据实验结果,阴离子-(Cl)可能与℃(Ⅱ)中心发生配位,从而影响了金属活性中心的催化性能.Co-N-C(HCl)加入氧化镁,使得糠醛主要遵循氧化酯化路径进行转化,降低-Cl对Co-N-C(HCl)催化活性中心的影响.以上研究可为生物质基醛类化合物氧化酯化转化过程以及高性能非贵金属催化剂的设计开发提供有益参考.     

利用空间位阻和氢溢流协同作用促进5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛

化学工业生产中，用氢气为还原剂，通过选择性加氢可以制备多种重要化学品。5-羟甲基糠醛是重要的生物质基平台化合物，而5-甲基糠醛是用途广泛的化学品。由5-羟甲基糠醛加氢得到5-甲基糠醛是一条非常理想的路径，但是选择性活化C-OH非常困难。本文设计并制备了Pt@PVP/Nb₂O₅(PVP: 聚乙烯吡咯烷酮)催化剂，该催化体系巧妙地结合了位阻效应、氢溢流和催化剂界面的电子效应，系统研究了该催化剂对5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛催化性能，在最优条件下，5-甲基糠醛的选择性可达92%。利用密度泛函理论计算研究了5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛反应路径。     

Raney Ni催化生物基糠醛还原胺化合成糠胺

生物质衍生物糠醛还原胺化是合成糠胺的一种有效方法。本文以糠醛为原料、氨水为氨源,使用商业Raney Ni催化糠醛还原胺化合成糠胺,考察了氢压、温度、n(糠醛)/n(氨水)、溶剂、催化剂用量等条件对反应的影响。实验结果表明：在1,4-二氧六环溶剂中,0.03 g Raney Ni、n(糠醛)/n(氨水)=1/2、130 ℃、2.0 MPa H₂条件下反应3 h,糠醛转化率100%,糠胺选择性96.3%。与传统方法相比,该工艺实现了非贵金属催化剂作用下高选择性反应,具有操作简单、低成本、收率高等优点。      

钒基催化剂在双氧水存在下对甲、乙苯液相选择氧化的研究

研究了若干钒基催化剂在双氧水存在下对甲、乙苯的液相选择性氧化催化性能.结果表明:在乙腈为溶剂的反应体系中,所研究的钒基催化剂包括VPO,VOPO₄,V₂O₅,VO(acac)₂和NH₄VO₃等均表现出以苯甲醛为甲苯选择性氧化主产物和以苯乙酮为乙苯选择氧化主产物的反应结果;从反应活性和主产物选择性来看,按以下顺序递减:VPO＞V₂O₅＞VOPO₄＞VO(acac)₂＞NH₄VO₃.对于具有(VO)₂P₂O₇晶相的VPO催化剂,在双氧水存在下对甲苯选择性氧化主产物苯甲醛的最高选择性为58.8%,乙苯选择性氧化主产物苯乙酮的最高选择性为67.8%;其催化性能与P/V比、焙烧条件、双氧水的使用量、反应溶剂等有关.从已有的实验结果推测,钒基催化剂在双氧水存在下的甲、乙苯选择氧化反应与V⁵⁺/V⁴⁺的"氧化-还原"作用密切相关.     

D-脯氨酸催化的(3S,4S)-4-氨基-3-羟基-5-苯基戊酸衍生物的合成

报道了一条合成(3S,4S)-4-氨基-3-羟基-5-苯基戊酸(Ahppa)衍生物的新路线。以氨基保护的L-苯丙氨酸为起始原料,依次经Weinreb胺缩合、还原、aldol缩合及溴仿4步反应合成了3个Ahppa衍生物,总收率5.8%~6.7%,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和ESI-MS确证。对反应条件进行了探讨,结果表明：催化剂D-脯氨酸用量对反应收率影响不大,对立体选择性影响较大;氨基上保护基体积较大有利于提高反应立体选择性。     

Cu-Cr-Ca-Ba催化剂上糠醛加氢制备-2-甲基呋喃

采用固定床反应器,研究了Cu Cr Ca Ba催化剂上糠醛常压选择加氢制2 甲基呋喃的反应.详细考察了反应条件对催化性能的影响.结果表明,添加Ca Ba助剂显著提高了催化剂对目的产物的选择性,Cu Cr Ca Ba催化剂在200～220℃,液时空速0.2～0.6h-1,氢醛摩尔比6～16的条件下,具有良好的活性和选择性,糠醛转化率 99.8%,2 甲基呋喃选择性 90.3%.     

K-CuZrO_2催化剂上乙醇制备2-戊酮的研究

制备了不同Cu含量的K-CuZrO_2催化剂。以乙醇缩合制备2-戊酮为探针反应,考察了催化剂的催化性能并对反应机理进行了探索;采用BET、XRD、H_2-TPR、CO_2-TPD、TEM以及XPS等表征技术对催化剂的体相结构、性质进行了研究。结果表明,当Cu含量为9%时,乙醇转化率达到极大值(99.5%),这是由于此时催化剂中各组分分散较好,CuO-ZrO_2之间存在较强的相互作用,促进了CuO的还原,使催化剂表面Cu比表面积最大;2-戊酮选择性达到最大值(35.0%),是由于催化剂表面适合缩合反应的中等强度碱性中心碱性最强。通过对反应中间物种分析,推测了K-CuZrO_2催化剂上2-戊酮的形成过程:乙醇首先脱氢形成乙醛,之后两分子乙醛经缩合、分解得到丙酮,丙酮进一步与乙醛反应形成目标产物2-戊酮。     

(+)-甘油醇缩丙酮合成工艺的研究

研究了以无水氯化锌为催化剂,D-甘露醇与丙酮缩合反应合成二异亚丙基缩合物的最适宜反应条件,产率可达65%。并通过NaIO4氧化断链,NaBH4还原得到(+)-甘油醇缩丙酮。分析了每步反应产物各组分的情况,发现副产物对目标产物的合成并无影响。     

糠偶姻合成方法的改进

安息香是合成许多类似物的中间体,苯环上可以带有不同的取代基,也可以改为含杂原子的芳核,因此对安息香缩合反应的研究很多。糠偶姻是合成有机金属试剂糠偶姻单肟和α-糠偶酰二肟的中间体,一般用乙醇-水为溶剂,以氰化钾(或钠)为催化剂,用糠醛经安息香缩合反应制成,产率可达37.5％。人们为了提高产率,曾经使用     

Glucose Isomerization into Fructose Catalyzed by MgO/NaY Catalyst

The MgO/NaY catalysts prepared by impregnation method were used for the conversion of glucose to fructose in water medium.The effects of MgO loading, reaction temperature, glucose concentration and reaction time on the catalytic performance for the reaction were studied.The activity testing results indicated that fructose could be generated effectively by controlling the components of the catalyst and reaction conditions.The maximal fructose yield of 33.8% with the selectivity of 67.3% was achieved over the 10% MgO/NaY catalyst at 100 ℃ for 2 h.Moreover, the catalysts were characterized by XRD, BET, and CO₂-TPD techniques.The structural property of NaY with higher surface area facilitated glucose conversion, and the modulated basicity of the catalyst with MgO addition contributed to the formation of fructose in the tautomerization of aldose to ketose.     

Branched Tertiary Amines from Aldehydes and α-Olefins by Combined Multiphase Tandem Reactions

This study presents the transformation of olefins to branched amines by combining a hydroformylation/aldol condensation tandem reaction with the reductive amination in a combined multiphase system that can be recycled 9 times. The products are branched amines that are precursors for surfactants. Since the multiphase hydrofomylation/aldol condensation system has already been studied, the first step was to develop the partial hydrogenation of unsaturated aldehydes together with a subsequent reductive amination. The rhodium/phosphine catalyst is immobilized in a polar polyethylene phase which separates from the product phase after the reaction. Reaction and catalyst recycling are demonstrated by the conversion of the C₁₄-aldehyde 2-pentylnonenal with the dimethylamine surrogate dimethylammonium dimethylcarbamate to the corresponding tertiary amine with yields up to 88 % and an average rhodium leaching of less than 0.1 % per recycling run. Furthermore, the positive influence of a Bronsted acid and carbon monoxide on the selectivity are discussed. Finally, the two PEG based systems have been merged in one recycling approach, by using the product phase of the hydroformylation aldol condensation reaction for the reductive amination reaction. The yields are stable during a nine recycling runs and the leaching low with 0.09 % over the two recycling stages.     

非贵金属Co-N-C/MgO高效催化糠醛氧化酯化制糠酸甲酯

设计开发绿色、可持续的生物质资源高效转化制化学品催化过程具有重要的科学与应用研究价值.生物质基平台分子糠醛在分子氧存在下与甲醇发生氧化酯化,提供了一条糠酸甲酯的"非石油基"合成新路线.该反应采用贵金属/非贵金属催化体系,目前通常需要引入K2CO3或CH3ONa等碱性添加剂,以提高催化氧化酯化反应活性和选择性;但是存在活性组分流失、生成副产物及污染环境等问题,阻碍了其进一步应用.探索高性能非贵金属催化剂,实现无碱条件下糠醛高效氧化酯化,对于提高该生物质路线竞争力与推动工业化进程具有重要意义.     

MgO在NaY沸石上的分散及其催化性能

采用微波辐射方法将ＭｇＯ直接分解在ＮａＹ沸石上,从而获得强碱性活性位。ＭｇＯ／ＮａＹ具有耐水冲刷性,克服了通常负载型固体碱在水中易流失的弱点,并在２７３Ｋ的顺式－２－丁烯异构化反应中具有催化活性。     

介孔Ni/MgO催化剂催化水蒸气重整生物质油制氢

采用水热法制备了介孔MgO作为催化剂的载体,并制备了介孔Ni/MgO催化剂。利用N_2吸附-脱附、XRD、H_2-TPR等对样品进行表征,并考察了介孔Ni/MgO催化水蒸气重整糠醛、生物质油模型物和两种商用生物质油制氢的活性。结果表明,在介孔Ni/MgO催化剂催化水蒸气重整糠醛制氢反应中,随着反应温度的提高,水蒸气重整糠醛中糠醛的转化率、氢气的产率和氢气的选择性,都呈现递增的趋势。在反应温度提高到600℃时,糠醛的转化率和氢气的产率分别达到94.9%和83.2%。Ni/MgO催化水蒸气重整二组分模拟生物质油,糠醛/乙酸、糠醛/羟基丙酮制氢的反应中,氢气的产率分别达到87.3%和86.8%,均高于水蒸气重整糠醛反应中氢气的产率。由此表明,乙酸或羟基丙酮的存在,提高了模拟生物质油中主要有机物组分糠醛的转化率,并相应地提高了氢气的产率。在水蒸气重整商用生物质油制氢反应中,随着反应物水碳比(S/C(molar ratio)=5、10、15、20、25)的提高,主要有机物的转化率、氢气的产率和选择性呈现出增加的趋势。在水碳比为20时,两种生物质油的主要有机物组分(糠醛、乙酸和羟基丙酮)的转化率均可达90%以上,氢气的产率也达到81.0%以上。由此可知,Ni催化剂对于水蒸气重整商用生物质油也具有较高的催化活性。     

L‐Proline‐Catalyzed Asymmetric Direct Aldol Reaction of Heteroaromatic Aldehydes and Acetone: Improvement of Catalytic Efficiency in Ionic Liquid bmim [BF4]

l‐proline in bmim [BF₄] ionic liquid has been successfully used as an efficient and reusable catalyst for the direct asymmetric aldol reaction of acetone with different heteroaromatic aldehydes to afford higher selectivity of the aldol products with good enantioselectivity.     

Efficient aldol condensation by using modified CaO as solid-base catalysts

A new type of solid-base catalyst for aldol condensation reaction was prepared by modifying commercial CaO with benzyl bromide in a simple way. It was found that modified CaO can effectively catalyze the aldol condensation of acetophenone and benzaldehyde to produce chalcone with a high conversion and good selectivity. The catalyst gave a higher yield (90.5%) of chalcone than commercial CaO. The high catalytic activity and stability of this catalyst was related to the organic modifier with a hydrophilic functional group that improved the diffusion of grease to the catalyst surface and prevented its hydration. The influence of several reaction parameters, such as temperature, catalyst loading and the moisture absorption rate of modified CaO, was investigated. From the results, the basic centers of modified CaO are stable and hardly poisoned by CO₂ unlike commercial CaO. The catalyst was completely recyclable without significant loss in activity up to five reaction cycles. Moreover, this catalyst showed a promising future in providing an environmentally clean process for the industrial sector.     

焙烧温度对CuMgAl催化剂催化糠醛气相加氢制糠醇性能的影响

采用分步沉淀过程制得质量比m(CuO)∶m(MgO)∶m(Al_2O_3)为25∶26∶49的CuMgAl类水滑石前驱体,经过不同温度焙烧制得CuMgAl-t催化剂。通过BET、热重、XRD、H_2-TPR和CO_2-TPD对催化剂进行表征,在固定床中考察CuMgAl-t催化剂催化糠醛气相加氢制糠醇的性能。结果表明,焙烧温度影响催化剂活性、稳定性及对产物的选择性,低温焙烧的催化剂经还原后可获得较多活性中心,高温焙烧的催化剂表面具有更多的碱性位,CuMgAl催化剂经450℃焙烧表面存在适宜的活性中心和碱性位。在常压、反应温度180℃、氢醛物质的量比5∶1、糠醛体积空速0.3h~(-1)的条件下,CuMgAl-450催化剂上糠醛的转化率和糠醇的选择性分别达到98.64%和97.66%。     

Brønsted acids as additives for the direct asymmetric aldol reaction catalyzed by l-prolinethioamides. direct evidence for enamine-iminium catalysis

The use of protonated l-prolinethioamide instead of the free base derivative 1 as the organocatalyst for the direct aldol addition has a profound and appreciable effect on both the yield and the stereochemical course of the reaction. 4-Nitrobenzaldehyde (2) reacts with acetone in the presence of the protonated catalyst 1.TFA, affording aldol product 3 with a yield up to 99% and an ee up to 98%. The catalyst loading can be lowered to 2.5 mol %. More than 20 different acids were investigated as an additive, and its role as cocatalyst has been discussed. Furthermore, reactions of l-prolinethioamide salts with acetone have been monitored using ESI-MS and 1H NMR techniques, giving insight into the mechanism of the direct aldol reaction. The presumed formation of the iminium salt 10 has been unambiguously confirmed.     

十二烷基硫酸钠对原位晶化制备小晶粒NaY的影响

研究了十二烷基硫酸钠对原位晶化制备小晶粒NaY的影响,并以包含小晶粒NaY的原位晶化产物为母体,通过铵交换和稀土离子交换制备出了REUSY催化剂.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线荧光(XRF)及N₂物理吸附-脱附等手段对样品进行了表征,采用微反活性评价装置和小型固定流化床(ACE)评价了所制备催化剂在重油催化裂化反应中的催化性能.结果表明:在原位晶化合成NaY的体系中,添加高岭土微球质量5%的十二烷基硫酸钠,可以将分子筛的平均晶粒尺寸由540 nm减小到250 nm.相比于常规的原位晶化型流化催化裂化(FCC)催化剂,以包含小晶粒NaY的原位晶化产物为母体所制备出的催化剂,在反应原料的转化率、裂化产物的选择性以及抗积碳性能等方面均有明显的提高或改善.