Bronsted酸催化串联反应一锅制备3-氨基-1-茚酮

本文主要研究了在有机Bronsted酸催化条件下,由邻乙炔基苯甲醛与环状脂肪仲胺经烯胺化/环化/水解串联反应一锅合成3-氨基-1-茚酮类化合物。该方法具有原料易得、底物适用范围广(各种取代的邻乙炔苯甲醛和环状仲胺均可顺利参与)、产率高(81%~97%)、时间较短(5~9 h)、可放大量制备(20 mmol规模)、一锅合成方式操作便捷等优势。

原位DRIFTS研究分子筛Bronsted酸和Lewis酸催化戊烯转化的作用机理

本研究基于原位水热合成和气相浸渍的方法分别合成了含有Bronsted/Lewis酸的Beta分子筛和只含有Lewis酸的AlCl_(3)@Si-Beta样品,并通过原位漫反射红外技术对比研究了Bronsted酸和Lewis酸催化直链和侧链戊烯同分异构体转化作用机理的差异。结果表明,同时含有Bronsted/Lewis酸的Beta分子筛中,Bronsted酸起主要的活化作用,催化戊烯进行异构和叠合反应时均遵循经典的碳正离子机理;而AlCl3@Si-Beta中的Lewis酸不含氢质子或羟基,催化α-戊烯进行双键迁移和2-戊烯的顺反异构反应时遵循AB-AD机理,以类烯丙基物种作为中间体,无法催化戊烯进行骨架异构和叠合反应。

HMFI分子筛Bronsted酸性位点与碱性分子的作用机制

采用密度泛函理论(DFT)方法,以单铝、双铝和三铝酸性位点HMFI分子筛为模型分子筛,计算去质子化能考察HMFI分子筛的本征酸性,以NH_(3)分子作为模型分子,计算NH_(3)分子在HMFI分子筛中的吸附能与去质子化能进行关联性分析,并进一步考察NH_(3)分子与HMFI分子筛的作用机制.研究表明分子筛Bronsted酸(简称B酸)强度与B酸数量没有强相关性,在考虑B酸位数量的同时须考虑B酸位的分布.酸性位点数量和分布的差异均可以调控NH_(3)分子的吸附构象,并且可以通过调节HMFI分子筛孔道对分子施加相互作用的模式,解析分子的结构和电子性质,精准调控分子的进一步转化.此项工作可以为未来高效多孔材料有效物种活性位的构建提供新思路.

手性Bronsted酸催化炔酰胺不对称去芳构化反应新突破

作为一种重要的催化策略,手性Bronsted酸催化在不对称合成中占据着重要地位[1,2].近十几年来该领域的研究取得了很大的进展,但仍局限于通过Bronsted酸活化亚胺和羰基化合物来发展不对称催化反应,而利用手性Bronsted酸直接活化炔烃的不对称转化一直是该领域的科学难题,迄今为止尚无文献报道.

Bronsted酸离子液体催化的醛、酮、胺三组分Mannich反应

研究了Bronsted酸离子液体催化下醛、酮、胺的三组分Mannich反应 在所选取的离子液体体系 3 丁基 1 甲基咪唑四氟硼酸盐 (BMImBF4) / 3 丁基 1 甲基咪唑磷酸二氢盐 (BMImH2 PO4)及 1 乙基咪唑三氟乙酸盐(HEImTA)中 ,不需要加入酸性催化剂 ,在室温 (2 5℃ )下即可高收率和高选择性地得到Mannich产物 .离子液体体系经过简单的处理即可实现回收利用 .对于上述体系所适用的反应底物范围亦进行了探讨 .

Bronsted酸性离子液体催化合成乙酸丁酯的化学动力学研究——一个物理化学综合实验

综合了物理化学和有机化学等实验的原理和基本操作,以Br?nsted酸性离子液体作催化剂制备乙酸丁酯,探讨了实验的化学动力学原理、动力学方程式及有关计算。结果显示,假设的动力学方程与实验结果相符。

Bronsted酸性离子液体催化的Aldol反应(英文)

通过酮和醛的Aldol反应在Bronsted酸离子液体BMImHSO4中制备了一系列α,β-不饱和酮。所建立方法的主要优势有:高转化率和选择性、温和的反应条件、产物容易分离、离子液体可循环使用。

模拟硅铝催化剂上表面酸的研究(Ⅰ)——Lewis酸及Lewis酸和Bronsted酸之间的转变

用EHMO方法,对硅胶及其渗入氧化铝改性的无定形硅铝催化剂的表面酸进行了模拟计算,研究了取代不同数目、不同位置的Al模拟催化剂上L酸强度变化及L酸转变为B酸的机理。计算表明氧化铝在催化剂中含量对L酸强度的影响很小。阐述了B酶活性的本质。计算结果同L酸量测定及光电子能谱的实验结果符合。

Bronsted酸性离子液体催化芳香醛和2-甲基喹啉反应合成1,3-二(2-喹啉基)丙烷化合物

以Brnsted酸性离子液体1-乙基-3-丁基咪唑对甲苯磺酸盐为催化剂,将芳香醛和2-甲基喹啉类化合物在无溶剂或甲苯中于120℃反应48 h,制备了一系列的1,3-二（2-喹啉基）丙烷化合物,产率56%~92%,产物结构经核磁共振波谱和高分辨质谱确证.该方法具有简便易行、产率较高等特点.

Bronsted-Lewis双酸性离子液体催化合成乙酸正丁酯

以3-氨基-1-丙磺酸、氯化锌、盐酸为原料制备了一系列Bronsted-Lewis双酸性离子液体。离子液体中磺酸基提供Bronsted酸性,阴离子提供Lewis酸性。采用FTIR、1HNMR、13CNMR、元素分析对合成的离子液体进行了结构表征;对离子液体的Bronsted酸性、Lewis酸性、腐蚀性进行了测定。使用该离子液体催化合成了乙酸正丁酯并利用响应曲面法考察了最佳反应条件。结果表明,在反应温度103℃,催化剂[NH3C3H6SO3H]Cl/0.75ZnCl2(0.75代表3-氨基-1-丙磺酸盐酸盐与氯化锌物质的量比为1.00∶0.75)用量为正丁醇质量的10.03%,n(乙酸)∶n(正丁醇)=1.00∶1.22,反应时间4.92 h,带水剂环己烷用量为正丁醇质量的20%条件下,乙酸正丁酯收率可达97.28%。[NH3C3H6SO3H]Cl/0.75Zn Cl2重复使用5次后,催化剂活性没有明显降低。

Fe取代的Pt/H-ZSM-12催化剂的合成及其正十二烷加氢异构化性能研究

在长链烷烃的加氢异构反应中,H-ZSM-12分子筛独特的孔道结构有利于多支链异构体的生成,但其较强的酸性加剧了裂解副反应的发生。以Fe同晶取代分子筛骨架中的Al,可以有效降低分子筛的酸强度。为了提高异构产物的选择性,采用水热法合成了Fe取代度(以n(Fe):n(Al+Fe)计)分别为0%、50%和100%的Z12-Al、Z12-Al-Fe和Z12-Fe分子筛。紫外可见吸收光谱(UV-Vis)表征结果表明,Z12-Al-Fe和Z12-Fe中引入的Fe绝大多数以[FeO_(4)]的结构存在于分子筛骨架中。红外吸收光谱(FT-IR)和X-射线光电子能谱(XPS)表征结果表明,H-Z12-Al-Fe和H-Z12-Fe骨架中的Fe与Si—OH结合形成了Si—OH—Fe键。氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD)和吡啶红外(Py-IR)表征结果表明,随着分子筛中Fe含量的增加,其强酸位的酸强度逐渐降低,总Bronsted酸的数量明显减少。在分子筛载体上负载足量的金属Pt后,以正十二烷(n-C_(12))为模型化合物评价了双功能催化剂的加氢异构性能(反应压力为2.0 MPa,n(H_(2)):n(n-C_(12))为6.0)。结果表明,Pt/H-Z12-Fe上Bronsted酸强度的降低和酸性位数量的减少使其催化活性低于Pt/H-Z12-Al,但弱Bronsted酸性对裂解反应的抑制使其在90%左右的n-C_(12)转化率下获得了最高的总异构选择性(85.7%)和多支链异构体选择性(53.8%),比Pt/H-Z12-Al分别高出18.6%和9.7%。此外,Pt/H-Z12-Fe在120 h的连续反应中表现出了优异的稳定性。

FCC催化剂传质强化活性位利用效率的可视化分析

流化催化裂化(FCC)催化剂传质性能抑制活性位利用效率是影响其催化性能的关键因素,选用6种不同基质材料制备的FCC催化剂样品,在系统分析催化孔结构和酸性质的基础上,利用激光共聚焦荧光显微成像技术和吸附穿透曲线法模拟考察了重油大分子的传质扩散行为;并运用单分子荧光成像技术,以B酸中心催化噻吩低聚反应生成低聚物的数量作为判据考察了系列催化剂的活性位利用效率。研究发现,相比于传统的高岭土和拟薄水铝石作为基质材料,本课题组设计开发的大孔富B酸的基质材料(APM-9)明显优化了大分子在FCC催化剂上的传质性能,从而显著提升了活性位的利用效率。发展了一种新颖的FCC催化剂结构参数与其传质性能、酸中心利用效率构效关系建立的方法,可为催化剂基质材料的设计和优化提供数据支撑和理论指导。

晶粒尺寸对Zn/ZSM-5沸石催化烯烃转化性能的影响

将催化裂化汽油中的烯烃转化为高辛烷值的芳烃或异构烷烃是生产国Ⅵ标准清洁汽油的有效途径。锌改性ZSM-5(Zn/ZSM-5)分子筛是目前最好的烯烃芳构化催化剂。通过调整沸石的晶粒尺寸,系统地考察了不同粒径的ZSM-5沸石的酸性与烯烃选择性转化之间的构效关系。XRD、SEM、TEM、UV-Vis、XPS、FT-IR和NH3-TPD表征结果表明:ZSM-5的晶粒尺寸影响分子筛的酸性位分布,最小晶粒尺寸为100~200 nm的Zn/ZSM-5沸石具有最高ZnOH+活性物种的相对含量(Zn物种的57%)和较低的Bronsted酸与Lewis酸之比(A_(B)/A_(L)=0.15)。在反应温度350℃、液体进料液时体积空速(LHSV)为1.5 h^(-1)、H_(2)(g)和1-己烯(l)体积比为600、氢压为0.1和2.0 MPa条件下,该Zn/ZSM-5沸石催化剂在1-己烯加氢转化反应中分别表现出较高的芳烃选择性(17.2%)和异构烷烃选择性(50.0%)。这些数据表明,减小ZSM-5沸石晶粒尺寸有利于促进催化裂化汽油中烯烃向高辛烷值组分进行选择性转化。

改性活性炭高质高效催化合成2-巯基苯并噻唑

利用HNO_(3)或H_(2)O_(2)氧化活性炭制备得到表面含酸性含氧基团的催化剂,并将其用于催化合成2-巯基苯并噻唑。利用SEM、N_(2)吸附-脱附、HPLC等分析了催化剂的孔道结构及表面酸性含氧基团对催化剂性能及稳定性的影响。实验结果表明,酸性含氧基团对合成2-巯基苯并噻唑具有良好的活性和选择性。催化剂具有适量的介孔比例能有效保障催化剂孔道结构的稳定性,而酚羟基比羧基具有更好的热稳定性,因此用H_(2)O_(2)氧化介孔为主的活性炭ECAC得到的ECAC-H表现出较强的催化活性、选择性和稳定性,采用ECAC-H所得产物中2-巯基苯并噻唑的含量达87.62%(w),收率86.57%。套用10次后,产物中2-巯基苯并噻唑的含量仍有86.93%(w),收率85.92%。该碳基固体酸催化策略可有效抑制副产物的生成,可为实现2-巯基苯并噻唑的高效绿色工业化合成提供依据。

沸石负载贵金属加氢异构催化剂研究进展

直链烷烃加氢异构制异构烷烃是石油化工中生产高辛烷值组分、改善柴油和润滑油性能的重要反应。加氢异构反应需采用金属中心和酸中心组成的双功能催化剂,通过耦合金属活化有机烃加氢/脱氢和酸催化烯烃骨架异构实现协同作用。归纳了近年来用于加氢异构反应的沸石基双功能催化剂的作用机理,总结了双功能催化剂中沸石分子筛孔结构与酸性质的调变、活性金属性能调控和催化剂制备三方面的研究,重点围绕一维孔沸石基分子筛负载金属的双功能催化剂,探讨了催化剂双中心亲密性对双中心协同作用机理和加氢异构反应性能的影响,并对催化剂的工业应用情况进行了总结分析和展望。

新型Bronsted酸性杂多酸类离子液体的合成及其催化缩醛反应

制备了新型的氯代1-甲基-3-(4’-丁酸基)咪唑离子液体,通过阴离子交换合成了新型Bronsted酸性类离子液体:1-甲基-3-(4’-丁酸基)咪唑磷钨杂多酸盐.探究其在不同溶剂中的溶解性及其Bronsted酸性,并以该类离子液体为酸性催化剂研究了正戊醛和乙二醇的酸催化缩醛反应.实验结果表明,在70℃下,反应物物质的量比为n(正戊醛)︰n(乙二醇)︰n(催化剂)为1.5︰1︰0.015,反应时间为1 h,乙二醇的转化率可达到97.3%,缩醛化选择性可达到99%以上.该催化体系可实现催化剂的反应控制相转移,催化剂易于回收利用,产物易分离,后处理简便易行,绿色环保.

氢源对甲苯歧化催化剂性能与装置效益的影响

甲苯歧化与烷基转移技术对劣质资源的利用及芳烃资源结构调整起着重要的作用,文章考察了氢源类型对HAT-199新型甲苯歧化与烷基转移催化剂反应性能及经济效益的影响。研究结果表明:将甲苯歧化与烷基转移单元的补充氢由管网氢更换至成乙烯氢,能有效提高催化剂反应性能,不仅能指导歧化装置性能和效益的调整,还可以为歧化催化剂使用过程中杂质的控制提供借鉴思路,同时可为装置带来明显的经济效益。

非酸催化合成乳酸酯

利用钛酸酯、锆酸酯为催化剂，制备了十二种乳酸酯。文中对影响反应的诸因素进行了讨论，酯的收率为９０％左右。

酸催化及竞争吸附对CeY分子筛吸附脱硫性能的影响（英文）

采用液相离子交换(LPIE)法制备了CeY分子筛,并研究烯烃和芳烃对其吸附脱硫性能的影响.利用固定床穿透曲线技术研究吸附剂的脱硫性能,结果表明:烯烃和芳烃的存在均导致吸附剂吸附硫容量减少,然而,烯烃的影响明显强于芳烃.采用原位傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术研究噻吩、环己烯和苯的吸附行为,结果发现:烯烃和芳烃降低吸附剂脱硫性能的实质分别为吸附剂表面酸性导致的酸催化反应和π-络合吸附的芳烃分子与硫化物分子的竞争吸附.另外,烯烃的影响取决于吸附剂的表面酸性,尤其是强B酸(Br?nsted酸)中心.这是由于B酸中心会导致烯烃和噻吩发生质子化反应,且质子化物种易于进一步发生低聚反应.生成的低聚物覆盖吸附活性中心导致吸附剂对其它噻吩分子的吸附能力降低.

酸催化酯化法制备生物柴油动力学研究

以油酸和甲醇为原料,采用浓硫酸、固体酸SO42-/TiO2-SiO2或油酸的自催化作用进行催化,研究了油酸和甲醇酯化合成生物柴油过程的催化反应动力学。通过测定不同反应温度、不同催化剂浓度和不同甲醇/油酸摩尔比条件下油酸的转化率,回归得到了酯化反应动力学参数。研究结果表明,酯化反应及其逆反应均为二级反应。不同催化反应下的正逆反应活化能分别为33.8和13.9 kJ.mol-1(浓硫酸催化)、37.1和18.5 kJ.mol-1(SO42-/TiO2-SiO2催化)或49.1和31.1 kJ.mol-1(油酸自催化作用)。以上述过程中得到的反应动力学方程分别计算了油酸的转化值,与实验值吻合很好。由上述结果可知,浓硫酸具有最高催化活性,要在相同反应时间内得到相同油酸转化率时需要的反应温度最低。油酸自催化反应速率慢,在相同的反应时间内,高温反应时才可使油酸的转化率与浓硫酸低温催化作用下的油酸转化率相同。SO42-/TiO2-SiO2催化活性介于浓硫酸与油酸自催化之间,由于具有稳定好、分离简单和无腐蚀等优点,也适合作为酯化反应的催化剂。