酯交换法合成碳酸二苯酯的技术分析

从化学反应热力学可行性、工艺流程、原子经济性等方面对合成碳酸二苯酯(DPC)的3种酯交换法(碳酸二甲酯(DMC)与苯酚酯交换法、草酸二甲酯(DMO)与苯酚酯交换法、DMC与乙酸苯酯(PA)酯交换法)进行了分析。DMC与苯酚酯交换法、DMO与苯酚酯交换法的反应平衡常数较小,需要将甲醇移出以利于反应向产物方向移动,反应时间长,过程设计复杂,工程投资较大;DMC与PA酯交换法涉及的主要反应的反应平衡常数较大,反应比较容易进行,具有反应时间短、反应过程设计简单等特点,且副产物可以通过转化再利用,实现"100%原子利用率",极具工业化前景。提出了加大研究开发和投资力度,以加快DMC与PA酯交换法合成DPC工业化进程的建议。

碳酸二甲酯甲基化反应催化剂和反应机理研究进展

碳酸二甲酯(DMC)作为一种绿色化学试剂,因其分子中含有多种活泼的官能团,可取代卤代甲烷、硫酸二甲酯等甲基化试剂被广泛应用于有机合成中。综述了近年来DMC作为甲基化试剂与相应化合物发生甲基化反应的研究进展,重点对甲基化反应的催化剂、可能的反应机理等进行了介绍和分析。基于目前的研究现状,提出了DMC作为甲基化试剂今后研究和发展的主要方向。

酯交换法合成聚碳酸酯二醇的研究进展

综述了酯交换法合成聚碳酸酯二醇(PCDL)的研究进展。通过对碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二苯酯等用于酯交换合成PCDL进行了比较,指出碳酸二苯酯与二元醇合成PCDL是最具工业化前景的方法。对碱金属化合物、有机金属化合物、有机胺类化合物、Mg/Al水滑石、负载型催化剂、酶等催化剂的催化性能作了评述。

聚(碳酸丁二醇)酯的制备与性能研究

采用超声波法制备了以Zn2+为中心离子和对苯二甲酸为配体的金属有机骨架材料(MOF)。以碳酸二苯酯与1,4-丁二醇为原料,MOF为催化剂,制备了高分子量(重均分子量Mw>190 000)和窄分子量分布(分布宽度Mw/Mn≤2.2)的脂肪族聚碳酸丁二醇酯(PBC)材料,对PBC热力学性能进行了分析。结果表明,PBC热稳定性良好,玻璃化转变温度Tg和熔融温度Tm值均随着分子量的增大而逐渐升高,5%热分解温度(5%Td)高于290℃;拉伸强度和断裂伸长率高达31.4 MPa和519.1%。

有机钛化合物催化碳酸二甲酯与乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

对比测定了几种有机钛化合物对碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)反应的催化性能.结果表明,乙酰丙酮氧钛(TiO(acac)2)是一种有效的酯交换用催化剂,具有良好的催化性能.在优化的条件(n(PA)=0.8mol,n(DMC)/n(PA)=1/2,n(TiO(acac)2)/n(PA)=0.006,θ=180℃,t=4h)下,DMC转化率可达74.9%,DPC和甲基苯基碳酸酯(MPC)的选择性分别可达38.9%和56.9%.

MoO_3催化碳酸二甲酯与乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

采用焙烧法制备了MoO3催化剂并将其用于碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)合成碳酸二苯酯(DPC)反应,考察了焙烧温度对催化剂性能的影响,并用X射线衍射(XRD)对催化剂结构进行了表征.结果发现,在400或500oC焙烧的催化剂具有良好的催化性能,DMC转化率为73.9%,DPC和甲基苯基碳酸酯的选择性分别为39.5%和56.5%.XRD结果表明,该催化剂物相组成为正交晶系MoO3,且(021)或/和(110)晶面有利于酯交换反应.催化剂使用5次后DMC转化率从73.9%降至10.2%,多次重复使用后的催化剂在空气气氛中于400或500oC焙烧即可再生,再生后催化剂的性能几乎和新鲜催化剂相当.

碳酸酯与1,4-丁二醇酯交换合成聚碳酸酯二醇的热力学分析

采用Benson和Joback基团贡献法对碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二苯酯(DPC)与1,4-丁二醇(BD)合成聚碳酸酯二醇(PCDL)的酯交换反应体系进行了热力学分析,计算了反应焓变、反应熵变、反应吉布斯自由能变及平衡常数。计算结果表明,两个反应均为放热反应,升高温度不利于PCDL的合成。在373～473 K之间,DPC与BD的酯交换反应为自发过程,而DMC与BD的酯交换反应为非自发过程;且两个酯交换反应相比,DPC与BD酯交换反应的平衡常数较大,反应进行得较完全。

乙酰丙酮氧钛催化碳酸二苯酯与1,4-丁二醇酯交换合成聚碳酸酯二醇

研究了乙酰丙酮氧钛(TiO(acac)2)在碳酸二苯酯(DPC)和1,4-丁二醇(1,4-BD)酯交换法合成聚碳酸酯二醇(PCDL)中的催化活性,并与钛酸丁酯和钛酸异丙酯催化剂进行了比较。在酯化过程中,以生成的苯酚的产率表征催化剂的活性,在缩聚过程中,以产品的数均分子量-Mn、羟基值和多分散性来表征。在优化的反应条件下,获得了分子量分布较窄的PCDL,其数均分子量为2600,羟基值为45.2 mg KOH/g。

氧化钼催化碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

对比测定了几种氧化物催化剂对碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)反应的催化活性。实验结果表明,通过直接焙烧法自制的MoO3催化剂对该反应具有良好的活性,且适宜的焙烧温度为400,500℃。以在400℃下焙烧的MoO3为催化剂,考察了反应条件对DMC与PA酯交换合成DPC反应的影响,并考察了MoO3催化剂的重复使用性能。在优化的反应条件(n(DMC)∶n(PA)=1∶2,n(MoO3)∶n(PA)=0.05,180℃,6 h)下,DMC转化率为74.0%,DPC和甲基苯基碳酸酯的选择性分别为39.5%和56.7%。MoO3催化剂可以多次再生重复使用,是一种高效的酯交换催化剂,具有工业化前景。

Zn-Al-CO_3 LDHs催化碳酸二苯酯与1,4-丁二醇酯交换合成聚碳酸酯二醇

采用共沉淀法制备了不同n(Zn)/n(Al)比的锌铝类水滑石(Zn-Al-CO3 LDHs),并用XRD、FT-IR和TG-DTA等方法对它们进行了表征。研究了不同n(Zn)/n(Al)比的Zn-Al-CO3 LDHs对碳酸二苯酯(DPC)与1,4-丁二醇(1,4-BD)酯交换反应合成聚碳酸酯二醇(PCDL)的催化活性,并与镁铝水滑石(Mg-Al-CO3 LDHs)、乙醇钠和三乙烯二胺等催化剂进行了比较。在酯交换过程中,以苯酚的收率表征催化剂的活性;在缩聚过程中,以产品的数均分子量Mn、羟基值表征催化剂的活性。结果显示,n(Zn)/n(Al)比为2.0的Zn-Al-CO3 LDH的催化活性较好。在优化反应条件下,获得了分子量分布较窄的PCDL,其数均分子量为1610,羟基值为69.7 mg KOH.g.1。

钼-钛复合氧化物催化碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

采用溶胶-凝胶法制备了用于碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)的钼-钛复合氧化物催化剂,考察了Mo/Ti物质的量的配比、反应条件等因素对催化剂性能的影响。结合比表面积(BET法)、X-射线衍射等测试技术对催化剂进行了表征。结果发现,在焙烧温度为500℃,nMo∶nTi=5∶2条件下制得的催化剂活性最高,在优化的反应工艺条件(t=4 h,θ=180℃,wcat/wPA=0.08,nPA/nDMC=2)下,DMC的转化率为74.0%,甲基苯基碳酸酯(MPC)及DPC的选择性分别为51.0%,45.5%。比表面积测试结果表明,TiO2的添加,增大了催化剂的比表面积,有利于催化反应的进行。X-射线衍射测试结果表明,钼-钛复合氧化物中,MoO3具有良好的结晶形态,为α-MoO3,没有发现TiO2、Mo-Ti复合氧化物新物种的结晶相,说明TiO2、Mo-Ti复合氧化物新物相为无定型化合物,并高度分散在整个复合氧化物体系中。

纳米二氧化锡催化苯硝化合成硝基苯

分别以氨水、氢氧化钠和尿素为沉淀剂制备了一系列二氧化锡催化剂.应用Х射线衍射、氮吸附、透射电镜和扫描电镜等手段对催化剂进行了表征.考察了催化剂在苯液相硝化制硝基苯反应中的催化活性.研究了催化剂前驱物焙烧温度及不同制备方法对催化剂性能的影响.探讨了催化剂用量、反应温度和反应时间对硝基苯收率的影响.结果表明,用沉淀法可以得到具有较高比表面积的纳米级SnO2颗粒,粒径在10nm左右;使用少量的纳米级SnO2催化剂就能很好地促进苯硝化反应的进行.

苄胺与碳酸二甲酯甲基化反应体系热力学分析

采用Benson和Joback基团贡献法对苄胺与碳酸二甲酯反应体系进行了热力学分析,计算了反应体系的焓变、熵变、吉布斯自由能变及反应平衡常数,讨论了反应温度对苄胺与碳酸二甲酯甲基化反应和甲氧羰基化反应的影响。计算结果表明,在373.15—453.15 K之间,甲基化反应为吸热反应,且反应为自发过程,反应平衡常数Kp随温度的升高而降低;与甲氧羰基化反应相比,碳酸二甲酯与苄胺的甲基化反应是热力学上占优的反应,反应的平衡常数很大,反应进行得较完全;升高反应温度有利于甲基化反应的进行。

负载型MoO_3/SiO_2催化碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

采用溶胶-凝胶法制备用于碳酸二甲酯(DMC)和乙酸苯酯(PA)合成碳酸二苯酯(DPC)的MoO3/SiO2催化剂,并对其进行N2吸附-脱附、XRD表征。考察焙烧温度、MoO3负载量以及反应条件等对该催化剂在DMC和PA酯交换反应中催化性能的影响。结果表明,焙烧温度为500℃、MoO3负载量(m(MoO3)/m(MoO3+SiO2))为0.20时,制备得到的MoO3/SiO2催化剂在DMC和PA酯交换反应中的催化性能最优,在适宜的反应条件(m(Catalyst)=6.0g,n(PA)=1.0mol,n(PA)/n(DMC)=2,T=180℃,t=5h)下,DMC转化率达71.1%,甲基苯基碳酸酯(MPC)及DPC的选择性分别为52.0%和43.5%。随着MoO3负载量的增加,MoO3/SiO2催化剂比表面积降低,但催化性能却逐渐变好;载体SiO2为无定形,活性组分MoO3的(021)、(110)、(040)晶面取向随负载量的增加而发生改变,因此,催化剂的催化性能与活性组分MoO3的晶面取向和载体与活性组分间的协同作用有着一定的关系,择优取向晶面(021)、(110)更有利于DMC和PA合成DPC反应。

吗啉与碳酸二甲酯合成N-甲基吗啉的热力学分析

采用Benson和Joback基团贡献法对吗啉与碳酸二甲酯反应体系进行了热力学分析,计算了反应体系的焓变、熵变、吉布斯自由能变及反应平衡常数,讨论了温度对吗啉与碳酸二甲酯的甲基化和甲氧羰基化反应的影响。计算结果表明,在373.15～473.15 K范围内,吗啉与碳酸二甲酯的甲基化和甲氧羰基化反应为放热反应,且反应为自发过程,反应平衡常数随温度的升高而减小;与甲氧羰基化反应相比,甲基化反应是热力学上占优势的反应,反应的平衡常数很大,反应进行得较完全;在实验温度范围内,升高温度有利于提高甲基化反应的选择性。

以碳酸二苯酯与脂肪族二元醇为原料合成聚碳酸酯二醇

研究了一种以碳酸二苯酯(DPC)和脂肪族二元醇为原料合成聚碳酸酯二醇(PCDL)的方法,并比较了几种化合物的催化活性。结果表明,氯化锂的催化活性相对较高。在优化条件下,碳酸二苯酯的转化率达到70.4%。对产品进行了XRD分析,结果表明,PCDL的聚集态为半晶型,结晶度为73.6%。

碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯——MoO_3催化剂的失活研究

利用直接焙烧法在400℃焙烧(NH4)6MoO7O24.4H2O制备了碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)反应的正交晶系MoO3催化剂,通过比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等技术,对MoO3催化剂在失活前后的结构和形貌进行了分析,探讨了MoO3催化剂的失活行为.结果表明,正交晶系MoO3的(021)、(110)晶面有利于酯交换反应,多次使用后,催化剂表面有无定形碳的物理沉积,催化剂比表面积降低,催化剂颗粒长径比发生了改变,催化剂(021)、(110)晶面衍射峰强度减弱,进而导致了MoO3催化剂的失活.

碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯的研究——焙烧温度对MoO_3催化剂性能的影响

用焙烧法制备了碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)反应的正交晶系MoO3催化剂,并用N2吸附-脱附法(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等表征手段,考察了焙烧温度对催化剂结构和催化性能的影响.结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂的比表面积逐渐减小,正交晶系MoO3的(110)、(021)晶面强度逐渐减弱,(020)、(040)、(060)晶面强度增强,(021)和/或(110)晶面有利于酯交换反应.过高的焙烧温度,使得正交晶系MoO3晶体结构发生变化,催化剂活性降低.另外,本文通过改变物料投加顺序,就MoO3催化DMC和PA合成DPC反应机理进行了探索.

TiO(acac)_2催化碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯(英文)

碳酸二苯酯(DPC)是非光气法生产聚碳酸酯(PCs)的重要原料,具有多种酯交换法合成路线,如碳酸二甲酯(DMC)与苯酚酯交换法、DMC与苯基乙酸酯(PA)酯交换法、草酸二甲酯(DMO)与苯酚酯交换法等.本文对比测定了几种金属乙酰丙酮配合物和有机钛化合物对碳酸二甲酯(DMC)与苯基乙酸酯(PA)酯交换合成DPC反应的催化性能,结果表明,乙酰丙酮氧钛[TiO(acac)2]是一种良好的酯交换催化剂,具有优良的催化性能.在反应条件θ=180℃,n(PA)=0.8 mol,n(DMC)/n(PA)=1/2,n(TiO(acac)2)/n(PA)=0.006,t=4 h下,DMC转化率可达74.9%,甲基苯基碳酸酯(MPC)和DPC的选择性分别可达56.9%和38.9%.探索并提出了TiO(acac)2催化DMC与PA酯交换合成DPC反应的机理.

碳酸二苯酯与1,4-丁二醇酯交换反应馏分的气相色谱分析

采用毛细管气相色谱法对碳酸二苯酯(DPC)与1,4-丁二醇(BD)酯交换反应生成的馏分进行了分析。Equity^(TM)-1非极性柱为分析柱,FID为检测器。结果表明,本法具有良好的线性关系;DPC、BD和苯酚的检出限分别为4.08×10^(-4)、4.30×10^(-3)、2.31×10^(-4)g/L;回收率范围在95.0%—103.3%之间;相对标准偏差均小于5.0%。