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钨酸钠催化芳香腈高选择性氧化制备芳香酰胺 总被引:5,自引:0,他引:5
The preparation of aryl amides by selective oxidation of aryl nitriles using sodium tungstate as catalyst and sodium percarbonate or sodium carbonate-hydrogen peroxide as the oxidant in a methanol and water solution was studied. Aryl nitriles were converted to aryl amides with very high selectivity of 95%~100% at room temperature. The reactivity of aryl nitriles decreased with increasing their branched chain length. In the oxidation of tolunitriles, the oxidation rate of p-tolunitrile and m-tolunitrile was very fast, but the oxidation rate of o-tolunitrile was very slow. The oxidation rate of p-haloid aryl nitriles and p-nitro aryl nitrile decreased in the order p-nitrobenzonitrile>p-chlorobenzonitrile>p-bromobenzonitrile, while the selectivity for aryl amides was maintained at a high level of 98%~100%. The comparison of the two oxidants showed that when sodium carbonate-hydrogen peroxide was used as oxidant, the oxidation rate and selectivity were better than that when percarbonate was used. The sodium tungstate catalyst and carbonate can be reused and the catalytic activity and selectivity did not change if a suitable amount of hydrogen peroxide was supplied. This work provides a convenient method for the preparation of aryl amides from aryl nitriles under very mild reaction conditions. 相似文献
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一级芳胺广泛用于天然产物、药物、高分子和材料的合成中, 传统合成一级芳胺是在高温、高压和封闭容器中采用钯催化卤代芳烃与氨气反应来制备, 也可以在钯催化下使用氨的替代物, 如Li[N(SiMe3)2], Zn[N(SiMe3)2]与卤代芳烃反应来合成. 显然, 这些方法有以下缺点: (a)由于采用钯催化剂和复杂的配体, 成本较高、毒性较大; (b)当使用氨气作为氨基源时, 高温、高压和封闭容器是必不可少的; (c)当使用氨的替代物作为氨基源时, 由于这些氨的替代物不易制备、成本也就较高. 清华大学化学系付华课题组建立了一种合成一级芳胺的新方法, 即在室温和常压下, 使用Cu2O作催化剂, 芳基硼酸与氨水在甲醇溶液中反应合成了一级芳胺. 反应容器不需要封闭, 不需要惰性气体保护, 也不需要在反应体系中加入任何配体或添加剂. 这种方法能够容忍各种官能团的存在, 如芳基硼酸的碳-卤键、羟基、醛基、酯基、羧基、氨基等. 这种方法反应条件温和、高效、实用, 能够广泛应用于一级芳胺的合成中. 相似文献
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《催化学报》2017,(5)
甲烷氧化偶联反应(OCM)是天然气直接转化利用的重要途径之一.该反应通过甲烷和氧气在催化剂作用下一步将甲烷直接转化为乙烯等具有高附加值的产品,避免了涉及高能耗过程的合成气间接路径,不仅有可能减少中间副产物的生成,还有可能大大提升整个过程的能源利用效率.因此,研究OCM反应具有十分重要的实际意义.目前氧化镧基催化剂具有良好的催化活性、产物选择性和热稳定性,但在OCM反应中产品收率仍未能达到工业应用的要求,因而近几十年来高效OCM催化剂的研发一直是研究热点.实验发现,锶掺杂氧化镧催化剂具有更为优异的催化性能,主要表现在具有比纯氧化镧催化剂更高的催化活性和产物选择性,但对于锶掺杂的影响机制仍然缺乏系统的理论研究.目前普遍认为,甲烷活化是OCM反应的第一步,也是决速步,这主要是由于C-H键活化需要越过很高的能垒,因此往往需要很高的温度.本文主要采用团簇模型,通过密度泛函理论计算来研究OCM反应中锶掺杂对氧化镧催化剂上甲烷活化性能的影响及其作用原理.本文构建了八种锶掺杂的氧化镧团簇作为该催化剂模型,可分为没有自由基性质的团簇(LaSrO_2(OH),La_2SrO_4,La_3SrO_5(OH),La_5SrO_8(OH))和具有自由基性质的团簇(LaSrO_3,La_2SrO_4(OH),La_3SrO_6,La_5SrO_9).我们计算了甲烷在这些锶掺杂氧化镧团簇上Sr-O和La-O酸碱对位点以及氧自由基活性位点上的活化机制,以研究锶掺杂对OCM反应活性的影响,并与我们前期计算的纯氧化镧团簇上甲烷活化性能进行了对比.通过计算甲烷在不同锶掺杂氧化镧团簇上的物理和化学吸附能、活化能垒以及甲基自由基的脱附能,发现锶掺杂氧化镧团簇上的甲烷活化在热力学和动力学上都要比纯氧化镧团簇上更为有利.对于具有相同金属原子数目的团簇,甲烷在La-O上活化的能垒大小为:化学计量比的La-Sr-O团簇非化学计量比的La-Sr-O团簇化学计量比的La-O团簇;而甲烷在Sr-O上活化的能垒大小依次是:化学计量比的La-Sr-O团簇非化学计量比的La-Sr-O团簇.给定一个锶掺杂氧化镧团簇,甲烷在不同活化位点上的活化能垒大小通常是:O·Sr-OLa-O,其中无论何种性质的锶掺杂氧化镧团簇,甲烷在Sr-O上的反应活性要高于La-O上的,而对于具有自由基特征的锶掺杂氧化镧团簇,甲烷更容易在氧自由基位点上发生解离.此外,对于没有自由基特征的锶掺杂氧化镧团簇,甲基自由基的脱附如同纯氧化镧团簇一样是强吸热过程.相反,对于具有自由基特性的锶掺杂氧化镧团簇,甲基自由基的脱附则十分容易.由此可见,锶掺杂促进氧化镧催化剂上OCM反应活性主要有以下两个原因:(1)通过掺杂可以提供具有自由基特性的氧活性位点,(2)对于非自由基性质的团簇,可以增强金属.氧对位点的碱性和甲烷反应活性,从而有效降低了甲烷的活化能垒和甲基自由基的脱附能. 相似文献
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二氧化碳是碳资源利用的最终形式,也是一种绿色的碳一资源。通过催化化学的方法将二氧化碳转化为高附加值精细化学品是二氧化碳循环利用的有效途径。酰胺类化合物是一类重要的化工原料和溶剂,广泛应用于医药、农药、日用化学品及石油化工等众多领域且需求量巨大。因此,以二氧化碳为羰源,通过高效催化体系的建立实现二氧化碳与胺反应合成甲酰胺具有重要意义。本文分别从催化体系、还原剂和反应机理等角度综述了这一领域近年来的主要研究成果。其中,催化体系可分为贵金属催化剂如Ir、Pd、Pt、Ru、Rh,非贵金属催化剂如Ni、Mo、Cu、Fe、Co、Zn、Al,有机分子催化剂和无催化剂体系,常用的还原剂为H2,硅烷和硼烷。在此基础上,对不同催化体系的典型反应机理进行了讨论。 相似文献
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