相转移催化氧化合成苯甲酸

苯甲酸一般由甲苯氧化而成 ,工业上采用液相空气氧化生产苯甲酸[1 ] 。ＫＭｎＯ4氧化甲苯制备苯甲酸的方法是在实验室中最常见的一种方法[2 ] ,该法的优点是反应条件温和 ,操作简便 ;其缺点是反应时间长 ,产率低 (低于 40 % ) [3] 。为了提高ＫＭｎＯ4氧化法的产率 ,本文采用十六烷基三丁基溴化磷 (ＨＤＴＢＰ)和苄基三乙基氯化铵(ＢＴＥＡ)作相转移催化剂氧化甲苯制备苯甲酸 ,具有时间短 ,收率高等优点。同时又考虑到ＨＤＴＢＰ的催化效果虽然好 ,但价格昂贵 ,因此本文采用价廉易得的苄基三乙基氯化铵 (ＢＴＥＡ)作相转移催化剂氧化甲苯制…     

气相色谱-质谱法测定甲苯氧化产物的组成

在化纤公司甲苯氧化单元(01单元)中,甲苯与空气中的氧气在氧化反应催化剂醋酸钴的作用下生成苯甲酸,甲苯氧化反应如下:C6H5-CH3+3/2O2→C6H5-COOH+H2O,反应压力为106 Pa,反应温度为165℃.甲苯氧化反应转化率为15%,收率为91%.由于甲苯氧化反应转化率较低,为了提高反应转化率,我所化纤研究室对不同厂家所生产的醋酸钴催化剂进行了评选.在催化剂评选过程中,需要对甲苯氧化产物的组成进行分析.利用现有仪器,摸索实验操作条件,对甲苯氧化产物的组成进行了测定,发现样品中各组分分离良好,并对其中15种组分进行了定性定量分析,结果准确可靠,为醋酸钴催化剂的评选提供了数据依据.     

Mn含量对CeO2-ZrO2-MnOx催化剂甲苯氧化净化性能的影响

采用氧化还原沉淀法制备了一系列CeO_2-ZrO_2-MnO_x催化剂(CZM_X,X为Mn在催化剂总金属中的摩尔含量),探讨了Mn含量对CZM_X催化甲苯燃烧性能的影响。结果表明,CZM_(0.6)催化剂具有最好的活性,在230℃下即可实现甲苯的完全转化。XRD表征结果发现,随着锰掺杂量的增加,CZM_X催化剂结晶度先降低后增加。H_2-TPR表征结果表明,随着Mn含量的增加,Ce-Zr-Mn之间的相互作用力先增强后减弱。CZM_(0.6)结晶度最差,金属之间相互作用力最强,表面氧物种更易溢出;同时,Raman和O_2-TPD表征结果也证明CZM_(0.6)催化剂上具有较高的表面氧空位浓度,有利于催化剂表面活性氧物种的迁移,促进了甲苯的氧化。此外,通过in-situ DRIFTS对中间产物进行观测,发现苯甲酸盐是CZM_(0.6)催化剂上甲苯氧化反应的重要中间体;在O_2参与下,苯甲酸盐可迅速转化为CO_2和H_2O。     

卤素取代甲苯的合成及其在Co(OAc)2－Mn(OAc)2－NaBr催化下的液相氧化反应

合成了3-氟甲苯和另外5个氯或溴取代的3-氟甲苯,以Co(OAc)₂·4H₂O、Mn(OAc)₂·4H₂O和NaBr为催化剂用液相氧化反应将其氧化为相应的卤代苯甲酸。该反应产率较高,所得卤代苯甲酸纯度好。6个卤代的3-氟甲苯及6个相应的卤代苯甲酸其结构经IR、UV、¹H NMR、MS和元素分析所确证。     

铜锰双金属氧化物催化的液相甲苯氧化反应

 工业上甲苯氧化反应采用均相醋酸钴催化剂,以溴化物为促进剂在乙酸溶液中进行. 乙酸和溴化物的使用使催化剂的分离和回收非常困难,并非常容易腐蚀设备; 另外很容易形成大量有毒废液对环境造成污染. 本文以共沉淀法制备的铜锰氧化物为催化剂,在无溶剂的条件下进行了甲苯液相氧化反应,得到了较好的催化效果. 催化剂最佳Cu:Mn摩尔比为1:1, 此时催化剂的主要物相为Cu1.5Mn1.5O4.     

甲苯氧化制苯甲酸的新催化体系

以分子氧为氧化剂,探索了甲苯氧化制苯甲酸的新催化体系,第一次把N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)与钴盐组成的催化剂用于甲苯氧化反应.实验揭示:以NHPI/Co(acac)2(乙酰丙酮酸钴)和NHPI/Co(OAc)2(醋酸钴)为催化剂时,苯甲酸的收率可分别为55.5%与41.2%,文中还对氧气压力、反应温度与时间等对反应的影响进行了讨论,同时提出了可能的反应机理.     

N-羟基邻苯二甲酰亚胺及其类似物催化下的分子氧氧化反应

本文综述了近年来N-羟基邻苯二甲酰亚胺（NHPI）及其类似物催化下分子氧氧化的各种反应,并对它们的催化机理作了简要介绍。NHPI与过渡金属离子组成的催化体系能高效的催化乙烷氧化为乙酸、环烷烃氧化为二元羧酸、甲苯氧化为苯甲酸、烯烃氧化为环氧化物、炔烃氧化为炔酮、酰胺氧化为酰亚胺;NHPI单独使用能催化金刚烷发生氧化羰基化反应、催化氧化醇制取过氧化氢;NHPI与有机助催化剂如：偶氮二异丁腈、溴化季铵盐、蒽醌、醇等也能催化分子氧氧化反应。     

气相色谱法测定甲苯氧化产物中的苯甲醛及苯甲酸

气相色谱法测定甲苯氧化产物中的苯甲醛及苯甲酸刘敬兰,周鸿娟（河北师范大学实验中心石家庄０５００１６）陈连文傅德才（河北经贸学院石家庄０５００６１）（河北轻化工学院石家庄０５００１８）１前言在由电化学间接氧化法从甲苯生产苯甲醛的反应过程中,反应条件及终点的控制直接影响着苯甲醛的回收率。苯甲醛及苯甲酸的测定方法虽已有报道〔１〕,但同时测定甲苯中两组分含量的方法尚未见报道。２实验部分（１）色谱条件：岛津气相色谱仪ＧＣ－１６Ａ,带Ｃ－Ｒ３Ａ数据处理机。     

氯化铜催化邻二甲苯与环己酮的分子氧共氧化

以Cu(Ⅰ、Ⅱ)的氯化物为催化剂,在常压液相催化分子氧氧化环己酮的同时,邻二甲苯得到较高程度的共氧化.其中,当以CuC l2.2H2O为催化剂、乙酸正丁酯为溶剂时,90℃反应10 h,环己酮及邻二甲苯转化率分别可达96.8%和74.2%,己二酸、邻甲苯甲酸及邻甲苯甲醛的收率分别可达93.3%、42.0%和31.7%.探讨了催化剂、溶剂、反应温度及反应物用量等对共氧化行为的影响.     

不锈钢丝网上Cu基催化剂的制备及反应性能

采用阳极氧化技术在不锈钢丝网上成功地自生长了结构致密的氧化物膜,并以此为载体,通过电化学沉积工艺制备了Cu/不锈钢丝网催化剂。以甲苯、丙酮、乙酸乙酯及二氯甲烷为模型反应,考察了4种不同种类挥发性有机化合物(VOCs)在该催化剂上的完全氧化活性。结果表明电化学沉积时间为15 min制备得到的催化剂上完全氧化丙酮、甲苯、乙酸乙酯及二氯甲烷的温度分别为240、220、260和440℃。在220℃反应条件下进行60 h的甲苯氧化稳定性试验结果显示该催化剂催化氧化甲苯的转化率一直保持98%以上,表现出较好的稳定性。扫描电镜,X射线衍射及X射线光电子能谱等表征结果表明,不锈钢丝网载体表面的阳极氧化物膜有利于提高活性组分的分散度。设计采用电沉积工艺大大提高了催化剂表面活性物种与载体的结合牢固度。     

甲苯类化合物的选择性氧化

综述了以O2为清洁氧源甲苯类化合物的气相和液相选择性氧化。甲苯类化合物的气相选择性氧化中主要介绍了金属氧化物、分子筛和负载型催化剂并对影响催化剂活性和选择性的因素进行了分析;甲苯类化合物的液相选择性氧化中重点介绍了MC(mid-century)催化体系及其反应机理方面的研究进展,并特别介绍了仿生催化在甲苯类化合物催化氧化中的应用。对各催化氧化体系的应用前景进行了展望。     

对叔丁基甲苯选择性氧化制对叔丁基苯甲醛催化剂研究--助剂T1的添加对催化剂结构及反应性能的影响

对叔丁基苯甲醛是香精香料及其它食用化工行业的重要原料 ,采用对叔丁基甲苯气相选择性氧化制对叔丁基苯甲醛可以克服对叔丁基苯甲醛生产过程中设备腐蚀严重、污染环境、工艺落后繁琐等缺点 ,所以一直是广大科技工作者十分关注的研究课题。迄今为止 ,国内外学者已有不少关于甲苯气相选择性氧化制苯甲醛的报道[1～ 3] ,但关于对叔丁基甲苯选择性氧化制对叔丁基苯甲醛的研究几乎未见报道。本文考察了在Ｖ -Ｃｓ -Ｃｕ体系催化剂上引入助剂Ｔ1后对催化剂反应性能的影响 ,结果发现助剂Ｔ1的添加对于提高对叔丁基苯甲醛的选择性具有明显的促进作…     

甲苯类化合物的选择性氧化

综述了以O2为清洁氧源甲苯类化合物的气相和液相选择性氧化.甲苯类化合物的气相选择性氧化中主要介绍了金属氧化物、分子筛和负载型催化剂并对影响催化剂活性和选择性的因素进行了分析;甲苯类化合物的液相选择性氧化中重点介绍了MC (mid-century)催化体系及其反应机理方面的研究进展,并特别介绍了仿生催化在甲苯类化合物催化氧化中的应用.对各催化氧化体系的应用前景进行了展望.     

甲苯类化合物的选择性氧化

综述了以O2为清洁氧源甲苯类化合物的气相和液相选择性氧化.甲苯类化合物的气相选择性氧化中主要介绍了金属氧化物、分子筛和负载型催化剂并对影响催化剂活性和选择性的因素进行了分析;甲苯类化合物的液相选择性氧化中重点介绍了MC (mid-century)催化体系及其反应机理方面的研究进展,并特别介绍了仿生催化在甲苯类化合物催化氧化中的应用.对各催化氧化体系的应用前景进行了展望.     

相转移催化氧化合成氯代苯甲酸

研究了以季铵盐A-1作催化剂,KMnO4作氧化剂,催化氧化邻、对位氯代甲苯合成邻、对位氯代苯甲酸的反应。优化反应条件为：氯代甲苯50mmol,n(氯代甲苯)：n(KMnO4)：n(A-1)：n(H2O)=1．00：2．60：0．05：300,反应温度93℃,反应时间2．5h,pH=7。邻、对位氯代苯甲酸的产率分别为76．4％,76．9％。     

钨酸铋担载钯纳米粒子光催化甲苯及其衍生物到醛的氧化反应

甲苯及其衍生物的选择性氧化是化学工业中重要的一环.氧化产物醛、酮和酸类化合物是各种农药、染料、防腐剂、阻燃剂、香料、塑料的合成中间体.在传统的化工过程中,通常在苛刻的条件下,如高温、高压以及酸性溶剂中进行甲苯的选择性氧化.光催化有机合成作为一种"绿色"的合成方法受到越来越多的关注.我们发现钨酸铋作为可见光响应的光催化剂,可以利用氧气作为氧化剂,对甲苯及其衍生物进行催化氧化反应.通过调节水热法合成钨酸铋的酸碱条件,控制其成核生长过程,改变其形貌,发现在pH值为0.49时,得到花状钨酸铋粉末活性最高.X射线衍射、扫描电镜、紫外可见吸收光谱和比表面测定结果发现,花状钨酸铋粉末表现出最佳的甲苯氧化活性很可能是与它最大的比表面积有关系.为了进一步提高催化的活性,我们将助催化剂担载在钨酸铋粉末上,发现Pd的担载量为0.1 wt%时甲苯氧化反应活性最高.将邻、间、对位甲基取代以及对位甲氧基和氯取代的甲苯衍生物进行反应,发现均可高选择性地得到目标产物.在加入电子牺牲剂硝酸银和空穴牺牲剂草酸铵到反应体系后,发现反应被完全禁阻,说明在甲苯氧化反应过程中电子和空穴都起到了相应的作用.通过电化学测试发现,钯作为助催化剂担载在钨酸铋表面后,产生更强的氧化和还原信号,说明其在电子和空穴发生反应的过程中都起到了相应的促进作用.由此推测,在甲苯的氧化反应中,钨酸铋材料表面吸收可见光,产生光生电子和空穴,而钯的担载则促进了电子和空穴进行氧气还原和甲苯氧化的过程.     

固相法制备纳米Co3O4催化剂及其催化甲苯完全氧化性能

采用环境友好的固相法制备了高活性甲苯氧化Co3O4催化剂,通过与传统沉淀法和柠檬酸络合-燃烧法制备的Co3O4催化剂比较,固相合成法制备的Co3O4-SR催化剂在催化甲苯完全氧化反应中表现了很好的活性和稳定性,甲苯转化率为95%时的反应温度T95为230℃,反应60 h活性没有下降.通过XRD,Raman,FT-IR,XPS等手段对Co3O4催化剂的结构和表面性能进行了表征,结果表明固相法制备的Co3O4催化剂具有较多的表面缺陷,催化剂表面Co—O键较弱,具有较强的活化氧的能力,表现出突出的甲苯完全氧化的催化活性.     

相转移催化下复合高铁酸钾氧化甲苯的研究

制备了高稳定性的复合高铁酸钾氧化剂,并进行了表征.研究了高铁酸钾溶液的pH值和浓度对高铁酸钾稳定性的影响,并确定了高铁酸钾稳定存在的溶液环境.以复合高铁酸钾为氧化剂,采用相转移催化氧化甲苯法合成苯甲酸.考察了相转移催化剂种类、催化剂用量、反应时间以及反应温度等因素对苯甲酸收率的影响.结果表明,以十六烷基三甲基溴化铵作相...     

钨酸铋担载钯纳米粒子光催化甲苯及其衍生物到醛的氧化反应（英文）

甲苯及其衍生物的选择性氧化是化学工业中重要的一环.氧化产物醛、酮和酸类化合物是各种农药、染料、防腐剂、阻燃剂、香料、塑料的合成中间体.在传统的化工过程中,通常在苛刻的条件下,如高温、高压以及酸性溶剂中进行甲苯的选择性氧化.光催化有机合成作为一种"绿色"的合成方法受到越来越多的关注.我们发现钨酸铋作为可见光响应的光催化剂,可以利用氧气作为氧化剂,对甲苯及其衍生物进行催化氧化反应.通过调节水热法合成钨酸铋的酸碱条件,控制其成核生长过程,改变其形貌,发现在pH值为0.49时,得到花状钨酸铋粉末活性最高.X射线衍射、扫描电镜、紫外可见吸收光谱和比表面测定结果发现,花状钨酸铋粉末表现出最佳的甲苯氧化活性很可能是与它最大的比表面积有关系.为了进一步提高催化的活性,我们将助催化剂担载在钨酸铋粉末上,发现Pd的担载量为0.1wt%时甲苯氧化反应活性最高.将邻、间、对位甲基取代以及对位甲氧基和氯取代的甲苯衍生物进行反应,发现均可高选择性地得到目标产物.在加入电子牺牲剂硝酸银和空穴牺牲剂草酸铵到反应体系后,发现反应被完全禁阻,说明在甲苯氧化反应过程中电子和空穴都起到了相应的作用.通过电化学测试发现,钯作为助催化剂担载在钨酸铋表面后,产生更强的氧化和还原信号,说明其在电子和空穴发生反应的过程中都起到了相应的促进作用.由此推测,在甲苯的氧化反应中,钨酸铋材料表面吸收可见光,产生光生电子和空穴,而钯的担载则促进了电子和空穴进行氧气还原和甲苯氧化的过程.     

烷基膦酸键合的纳米氧化物上甲苯选择氧化制苯甲醛的类酶机理

在传统催化反应中,分子氧催化氧化烷烃生成目标产物的选择性最低,常产生副产物以及大量的COx和水,因需要复杂的分离过程而导致流程的投资成本高.因此,在过去几十年里,针对此类反应的研究以提高选择性为首要目标,但克服这一挑战的任务依然艰巨.在此类反应中,甲苯经O2选择性催化氧化是制备苯甲醛的最佳途径,但从未实现工业化,其中的主要难点在于苯甲醛在临氧条件下的继续氧化反应速率比甲苯氧化高4个数量级以上.因此,在高甲苯转化率下高选择性获得苯甲醛是绿色化学研究中一个极具挑战性的课题.本文发现一种甲苯/水的类皮克林乳液催化体系对甲苯转化为苯甲醛有很高的活性和选择性,其中两性纳米颗粒(十六烷基膦酸,简写为HDPA,键合的纳米铁基氧化物)作为催化剂并处在乳液相界面处.在温和条件下通过O2氧化,苯甲醛的时空产率大于2 g·g-1·h-1,整个过程没有使用H2O2、卤素或其它自由基引发剂.实验发现,用于甲苯氧化反应的相关催化剂HDPA-FeMOx/γ-Al2O3(M:V和Mo等)的作用机制类似甲烷单加氧酶.在传统固定床反应器中和温和的条件下(70～160°C,常压),催化剂能将甲苯单一氧化为苯甲醛.催化剂的活性中心与HDPA以单齿态与氧化物表面键合有关,并且它的另一个磷羟基与氧化物表面在非键合态和键合态之间循环变化,分别对应甲苯反应中催化剂的氧化态和还原态,即HDPA与氧化物表面通过单齿和双齿键合循环变化,极大地提升了该铁基复合氧化物晶格氧的移动性而使得催化剂反应活性得到明显提升.透射电子显微镜、X射线衍射和氮吸附测量结果表明,铁基复合金属氧化物在γ-Al2O3纳米棒上具有良好的分散性和较大的比表面积.X射线光电子能谱、吡啶吸附FT-IR和31P NMR结果表明,与表面键合的HDPA保留了有机膦酸属性,没有与FeMOx/γ-Al2O3生成体相磷酸盐,其中,以单齿状态与表面键合HDPA分子只占总数的2％左右.H2-TPR和CO-TPR结果表明,HDPA的键合强烈影响了晶格氧的流动性或金属氧化物的活性.反应条件下原位FT-IR结果表明,HDPA-FeVOx/γ-Al2O3在70°C下即能催化甲苯氧化成苯甲醛,且不会过度氧化,该催化剂的晶格氧物种可参与甲苯转化为苯甲醛.此外,发现HDPA-Fe2O3/γ-Al2O3对甲苯的吸附具有特殊的分子识别作用,以苯甲醇氧化作为对照反应的研究结果也表明HDPA-Fe2O3/γ-Al2O3对甲苯氧化为苯甲醛的反应存特异催化作用.宏观反应动力学测试结果表明,催化剂上苯甲醛生成的表观活化能仅为～44.5 kJ/mol.在低H2O浓度下,甲苯氧化速率对甲苯浓度为一级反应,对O2浓度为零级反应,基元反应步骤推导出来的动力学方程与实验结果良好吻合,说明了该催化剂上类酶反应基元步骤假设的合理性.