乙醇在CuCl/Schiff碱上催化氧化羰化合成碳酸二乙酯

CuCl/Schiff碱催化剂;乙醇在CuCl/Schiff碱上催化氧化羰化合成碳酸二乙酯     

氧化羰化法合成碳酸甲乙酯热力学及催化性能的研究

研究了在甲醇、乙醇温和溶液中,氧化羰化一步合成不对称碳酸甲乙酯(MEC)反应。通过热力学计算考察了反应的可行性及程度。计算结果表明,在298.2K下主反应平衡常数为2.39×1080,说明此反应的可行性和程度均很大。实验发现在氧化羰化合成碳酸甲乙酯的过程中,不仅存在氧化羰化过程,同时也存在酯交换过程;含氮席夫碱(Schiff)的种类,甲醇和乙醇相对用量,反应温度和压力对碳酸甲乙酯(MEC)的合成均有影响。当以氯化亚铜(CuCl) 1,10 菲罗啉(phen) N 甲基咪唑(NMI)为催化剂时,摩尔比n(CuCl)∶n(NMI)∶n(phen)=1∶1.25∶1.25,在393K,2.4MPa,VMeOH∶VEtOH=2∶8,CuCl浓度为0.20mol L的条件下,反应2h,甲醇的转化率为44.3%,乙醇的转化率为22.3%,MEC产率为10.4%。与单纯CuCl催化剂相比,甲醇和乙醇的转化率分别提高17倍和9倍,MEC产率提高74倍。对氧化羰化反应机理也进行了探讨。     

有机-无机杂化材料负载钯催化苯酚氧化羰化合成碳酸二苯酯

 采用溶胶-凝胶法合成了有机-无机杂化材料(OIH),通过与PdCl2(PhCN)2反应,制备了固载化PdCl2/OIH非均相催化剂. 考察了此催化剂在苯酚直接氧化羰化合成碳酸二苯酯反应中的催化活性,并与均相PdCl2催化体系进行了比较. 结果表明,负载型催化剂的催化活性与均相体系相当. 当使用Cu2O和四氢呋喃分别作无机助剂和溶剂时,PdCl2/OIH催化剂重复使用5次后,碳酸二苯酯的产率基本保持不变,钯流失量仅为12.3%.     

铜络合物催化剂用于甲醇氧化羰化合成碳酸二甲酯(英文)

报道了一系列铜与含氮、氧、磷配体形成的配位催化剂用于甲醇氧化羰化合成碳酸二甲酯的研究结果。在１２０℃～１３０℃、３．０ ＭＰａ的反应条件下,氯化亚铜／联吡啶配位催化剂具有最好的活性、选择性和稳定性。在实际反应条件下的挂片试验结果表明,氯化亚铜／联吡啶催化剂对一种特种不锈钢材料的腐蚀速率为０．０２４毫米／年。     

有机金催化胺氧化羰化制氨基甲酸酯

自Haruta等报道高分散担载金催化剂对CO有良好的低温水除活性以来,金催化剂的研究开发开始受到关注,各种提载型金催化剂在选择氧化、氮氧化物消除、选择加氢、甲烷完全氧化以及均相有机金配合物催化剂在醇醛缩合、烯烃羰化、锡烷的偶联等反应中均取得了相当好的效果,但与Pt和Pd等贵金属相比,金作为具有潜在多种催化能力的催化材料了解尚少。现在工业上主要使用胺类化合物与剧毒的光气反应制取异氰酸酯,该反应造成设备腐蚀和环境污染,因此用胺类化合物氧化羰化或硝基化合物的还原羰化合成氨基甲酸酯,然后热裂解制取相应的异氰酸酯得到广泛研究,过去主要以含氮配体配位的钯催化剂为代表的贵金属为催化剂催化羰化合成氨基甲酸酯,以有机金配合物作为含氮化合物羰化催化剂的研究则未见报道,本文首次将有机金配合物作为胺类化合物氧化羰化制取氨基甲酸酯的催化剂,取得了与钯催化剂相当的催化效果,反应如下：R（NH2）n CO O2 R^1OH[Au(PPh3)x]yZ／→／PPh3R(NHCO2R^1)n H2O R=Ar-,RCH2-;R^1=CH3-,CH3CH2-;n=1 or 2,x=1 or 2,y=1 or 2;Z=cl,NO3,S。     

CuCl/菲咯啉/甲基咪唑催化甲醇/乙醇氧化羰化一步合成碳酸甲乙酯

 研究了CuCl与含氮杂环化合物配体1, 10-菲咯啉(phen)和N-甲基咪唑(NMI)形成的配合物催化剂对甲醇/乙醇氧化羰化一步合成碳酸甲乙酯(MEC)反应的催化活性. 讨论了配体的配比、甲醇和乙醇的相对用量、温度及压力等因素对甲醇和乙醇的转化率及MEC产率的影响. 结果表明,CuCl/phen/NMI原位配合物催化剂对氧化羰化一步合成MEC反应具有较高的催化活性. 配体phen及NMI对反应产物的选择性有明显的调变作用,甲醇和乙醇的配比对产物分布有很大的影响. 在V(MeOH)/V(EtOH)=0.25,c(CuCl)=0.20 mol/L,n(CuCl)∶n(NMI)∶n(phen)=1∶1.25∶1.25,p=2.40 MPa,θ=120 ℃的条件下反应2 h,甲醇的转化率为44.3%,乙醇的转化率为22.3%,MEC的产率为10.4%.     

含膦配体的铂羰基配合物催化苯的光羰化反应

采用“原位反应”的方法,研究了配合物Ｐｔ（ＰＭｅ３）２（ＣＯ）２和Ｐｔ（ｄｉｐｈｏｓ）（ＣＯ）２（ｄｉｐｈｏｓ：１,２－二（二特丁基膦）乙烷,即ｄ（ｔ－Ｂｕ）Ｐｅ,１,２－二（二环己基膦）乙烷,即ｄＣｙｈＰｅ;１,２－二（二环戊基膦）乙烷,即ｄＣｙｐＰｅ;１,２－二（苯基特丁基膦）乙烷,即Ｐｈ（ｔ－Ｂｕ）Ｐｅ）在室温和压下对苯的光羰化反应性能,得到了预期的反应产物苯甲醛和苯甲醇。它们均经色－质分析     

苯酚氧化羰化合成碳酸二苯酯的新型PdCl2-Co(Pyca)2催化体系

研究了新型的Ｐｄ－Ｃｏ催化体系催化氧化碳化苯酚合成碳酸二苯酯。当ｎ（ＰｄＣｌ２）：ｎ「Ｃｏ（Ⅱ）」：ｎ（四丁基化铵）：ｎ（苯醌）＝１：１：１０：２５,Ｔ＝１２０,Ｐ＝２．５ＭＰａ（Ｐｃｏ／Ｐｏ２＝４：１）,反应时间８ｈ,ＰｄＣｌ２－Ｃｏ（Ｐｙｃａ）２比ＰｄＣｌ２－Ｃｏ（ＯＡｃ）２的催化活性高。当使用ＰｄＣｌ２－Ｃｏ（Ｐｙｃａ）２催化剂时,ＤＰＣ的产率为６．０３％。最佳的反应温度是１２０℃,ＤＰＣ的产率随着体系的总压增加而增大,当压力升到３．５ＭＰａ时,ＤＰＣ产率为８．５３％。     

有机金配合物催化的胺羰化制氨基甲酸酯及酰胺

使用一系列有机金配合物HAuCl4、Au(PPH3)Cl、Au(PPh3)2Cl、Au(PPh3)NO3和[Au(PPh3)]2S,催化胺类化合物羰化合氨基甲酸酯和酰胺。其中,Au(PPh3)Cl在合成氨基甲酸酯的反应中催化性能最好,而在合成酰胺的反应中[Au(PPh3)]2S的催化性能最好,两者均优于Pd(PPh32)2Cl2催化剂。     

溶胶凝胶包埋吡啶羧酸钴及其对甲醇氧化羰化反应的催化性能

 以正硅酸乙酯为前驱体，采用溶胶－凝胶技术将吡啶羧酸钴包埋进SiO2基体中，于80℃干燥12h后得到钴含量为2．8％（Co／Si摩尔比）的干凝胶催化剂．采用FT－IR和TG－DTA方法对包埋催化剂进行了表征，考察了成胶过程中的pH和水与正硅酸乙酯的摩尔比（R）对包埋催化剂的结构及其对甲醇氧化羰化制碳酸二甲酯反应催化性能的影响．结果表明，干凝胶催化剂有较高的比表面积（320～458m2／g）．在酸性条件下，增大pH或减小R值可缩短成胶时间．最佳的包埋条件是pH＝4，R＝6，在此条件下制备的凝胶包埋催化剂的活性最高，反应3h，甲醇转化率为5．73％，略低于均相催化剂上的甲醇转化率．但凝胶包埋催化剂分离简便，且重复使用6次后活性保持不变．     

CuCl／SiO2-Al2O3催化剂的表面结构及甲醇氧化羰基化催化性能

通过掺杂Al对无定形层析硅胶进行表面改性,采用固体离子交换法制备了CuCl/SiO2-Al2O3催化剂,并考察了它在甲醇液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应中的催化性能.结果表明,掺杂Al制备的SiO2-Al2O3载体仍保持了硅胶的无定形结构,比表面积降为200m2/g,但表面酸性明显增强,具有B酸中心.CuCl不仅分散于SiO2-Al2O3载体表面,而且与载体表面的B酸发生离子交换作用形成了表面Cu 物种,使催化剂比表面积降为148m2/g,且两种Cu 物种共同构成了催化活性中心.当CuCl/SiO2-Al2O3催化剂的Si/Al比为5,在500℃焙烧时,催化剂上甲醇氧化羰基化反应的碳酸二甲酯的选择性和时空收率分别达到74%和1.27g/(g.h).     

Surface Structure and Catalytic Performance of CuCl/SiO2-Al2O3 Catalysts for Methanol Oxidative Carbonylation

Aluminum was doped into amorphous silica gel to modify its surface structure. The obtained SiO₂-Al₂O₃ support was used to prepare the CuCl/SiO₂-Al₂O₃ catalyst by solid-state ion exchange, and the catalyst activity for liquid-phase oxidative carbonylation of methanol to dimethyl carbonate was investigated. The results showed that the prepared SiO₂-Al₂O₃ support kept the amorphous structure of the silica gel. The BET specific surface area of the silica gel was decreased to 200 m²/g, and the surface acid sites (including Brønsted acid sites) were increased. In the CuCl/SiO₂-Al₂O₃ catalyst, CuCl was not only dispersed on surface but also was ion exchanged with surface Brønsted acid sites of the SiO₂-Al₂O₃ support to form Cu⁺ species, which resulted in a decrease in BET specific surface area to 148 m²/g. These two kinds of Cu⁺ species on the catalyst surface were both active centers for the oxidative carbonylation of methanol to dimethyl carbonate. When the catalyst was prepared with Si/Al molar ratio of 5 and was calcined at 500 °C, the selectivity and space-time yield of dimethyl carbonate reached 74% and 1.27 g/(g·h), respectively.     

CuCl/SiO2-TiO2 催化剂的结构及其催化甲醇氧化羰基化反应性能

 在微波辐射条件下, 将 CuCl 快速分散到载体表面制得 CuCl/SiO2-TiO2 催化剂, 利用 X 射线衍射、透射电镜、N2 吸附-脱附、热重、H2 程序升温还原和 CO 程序升温脱附对催化剂进行了表征. 结果表明, 微波辐射制备的催化剂中 CuCl 和载体发生了强相互作用, 比传统加热制备的催化剂中形成更多的易还原铜物种, 吸附 CO 的能力更强. 在甲醇液相氧化羰基化反应中, 微波辐射制备的催化剂上甲醇转化率为 11.7%, 碳酸二甲酯选择性达 96.5%, 高于相同条件下传统加热制备催化剂的活性.     

无氯 Cu/AC 催化剂的制备及其催化气相甲醇氧化羰基化反应性能

 以 Cu2(NO3)(OH)3/AC (活性碳) 为催化剂前驱体, 在惰性气氛中于不同温度热处理分别制得无氯的 CuO/AC, Cu2O/AC 和 Cu0/AC 催化剂, 并用于甲醇直接气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯 (DMC) 反应. 结果表明, 200 °C 处理制得的催化剂中, Cu 物种以 CuO 为主. 随着处理温度的升高, 催化剂中 CuO 含量逐渐降低, 而 Cu2O 含量增加; 400 °C 制备的催化剂中, Cu 物种仅以 Cu2O 形式存在; 而 450 °C 以上处理时则以 Cu0 形式存在. 随着热处理温度的提高, 相应催化剂活性逐渐增加, 表明 CuO, Cu2O 和 Cu0 均具有催化活性, 其活性大小的顺序为 CuO < Cu2O < Cu0. 在 140 °C, CO:MeOH:O2 = 4:10:1, SV = 5 600 h1 条件下, 450 °C 处理制备的 Cu0/AC 催化剂表现出较高的催化甲醇氧化羰基化活性, 其中甲醇转化率达 11.5%, DMC 的时空收率和选择性分别为 261.9 mg/(g•h) 和 76.0%.     

液相氧化羰基化合成碳酸二乙酯的新型催化体系CuCl/1,10-菲罗啉/N-甲咪唑

Diethyl carbonate (DEC) is one of the important green chemicals widely used for organic synthesis because of its various functional groups. DEC is a better octane blending fuel, and has more oxygen in the molecule than methyl tert-butyl ether (MTBE), 40.6% versus 18.2%, which reduces emissions from gasoline and diesel engine. For these reasons many studies on the production of DEC have been extensively carried out.     

Cu/AC催化剂在气相氧化羰基化反应中铜状态变化分析

采用活性炭（AC）载体浸渍醋酸铜后热分解制得Cu/AC催化剂,用于催化甲醇直接气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯,通过对反应不同时间的催化剂进行XRD、TEM、H₂-TPR、AAS、XPS和O₂-TPD等表征,探讨反应过程中铜物种状态的变化规律及其催化性能。结果表明,新鲜催化剂中铜物种以单质Cu形式存在;进行反应后,单质Cu吸附反应气氛中的O₂并转化为晶格氧生成Cu₂O物种,反应4h时,催化剂表面主要为分散均匀、粒径较小的Cu₂O,为反应的进行提供活性组分和晶格氧,表现出较好的催化活性;随着反应继续进行,催化剂中Cu₂O晶粒长大,并被表面吸附氧进一步氧化为CuO,Cu₂O含量减少,CuO含量增加,同时铜物种发生了较严重的团聚现象,导致催化剂活性下降。