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三氯氧磷催化苯胺N-烷基化反应研究

作　者: 王波
导　师: 李小年
学　校: 浙江工业大学
专　业: 工业催化
关键词: 三氯氧磷 γ-Al2O3 苯胺无水乙醇 N-乙基苯胺 N N-二乙基苯胺
分类号: O643.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

芳胺N-烷基化反应是合成精细化学品的一种重要工艺,合成方法和路线也比较多。N-烷基芳胺及其衍生物是重要的中间体,均可应用于染料、医药、农药、石油化工等领域,目前仍然为合成研究的热点方向之一。本论文在总结前人工作的基础上,针对“苯胺+乙醇+三氯氧磷”这一反应体系中存在苯胺不能完全转化的问题,通过优化反应工艺,使苯胺完全转化,最终制备了N-乙基苯胺和N, N-二乙基苯胺。该工艺在一定程度上降低了生产成本,提高了经济效益。针对以上问题,本论文的主要内容如下:1、反应气氛的确定据大量的文献报道,以醇类化合物为烷基化剂的芳胺N-烷基化反应都是要在还原气氛下进行。但“苯胺+乙醇+三氯氧磷”这一反应体系在以氢气作为保护气的还原性气氛下进行反应时,苯胺始终不能完全转化。考虑到三氯氧磷具有一定的氧化性,我们采用氮气作为保护气,在惰性气氛下进行反应。结果表明,惰性气氛大大提高了苯胺的转化率。因此本论文确定以氮气作为保护气进行实验。2、N-乙基苯胺和N, N-二乙基苯胺的制备以三氯氧磷为催化剂,苯胺和乙醇反应,本反应的最佳反应条件为:V（苯胺） : V（乙醇） : V（三氯氧磷） = 55 : 70 : 2,温度493 K,N2压力4.0 MPa,反应时间8 h。苯胺的转化率为100%,N, N-二乙基苯胺的收率为67.82%,N-乙基苯胺和N, N-二乙基苯胺的总收率达95%。3、不同助剂对反应的影响由于γ-Al₂O₃、ZSM-5等本身就是良好的N-烷基化催化剂,因此,我们在“苯胺+乙醇+三氯氧磷”这一反应体系中添加γ-Al₂O₃、ZSM-5等作为助催化剂进行反应,得到了较好的反应结果。最佳反应条件为:V（苯胺） : V（乙醇） : V（三氯氧磷） : m（γ-Al₂O₃） = 55 : 70 : 2 : 3,温度493 K,N2压力4.0 MPa,反应时间8 h。苯胺的转化率为100%,N-乙基苯胺的收率为79.26%,N-乙基苯胺和N, N-二乙基苯胺的总收率达98%。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章文献综述  11-34
  1.1 N-乙基苯胺的性质及应用  11
  1.2 N, N-二乙基苯胺的性质及应用  11-12
  1.3 N-烷基芳胺合成方法及其研究进展  12-26
    1.3.1 取代型烷基化  12-15
    1.3.2 加成型烷基化  15
    1.3.3 缩合还原型烷基化  15
    1.3.4 N-烷基化反应催化剂  15-26
  1.4 立题意义及研究思路  26-28
    1.4.1 研究背景与意义  26
    1.4.2 研究思路与内容  26-28
  参考文献  28-34
第二章实验部分  34-37
  2.1 试剂与仪器  34-35
  2.2 催化剂反应活性评价  35-36
    2.2.1 反应装置  35
    2.2.2 N-乙基苯胺和N, N-二乙基苯胺的制备  35-36
  2.3 分析仪器及分析方法  36-37
第三章 N-乙基苯胺和N,N-二乙基苯胺的制备  37-57
  3.1 反应条件对产物的影响  37-48
    3.1.1 反应气氛的影响  37-40
    3.1.2 温度对反应的影响  40-42
    3.1.3 压力对反应的影响  42-43
    3.1.4 催化剂用量对反应的影响  43-45
    3.1.5 乙醇与苯胺的摩尔比对反应的影响  45-46
    3.1.6 时间对反应的影响  46-48
  3.2 不同助剂对反应的影响  48-53
    3.2.1 γ-Al_20_3 添加量对反应的影响  49-51
    3.2.2 搅拌速度对反应的影响  51-52
    3.2.3 γ-Al_20_3 粒径对反应的影响  52-53
  3.3 本章小结  53-55
  参考文献  55-57
第四章反应机理  57-64
  4.1 反应机理分析  57-59
  4.2 副反应分析  59-62
  4.3 本章小结  62-63
  参考文献  63-64
第五章结论与展望  64-66
  5.1 结论  64-65
  5.2 展望  65-66
附录  66-67
致谢  67

三氯氧磷催化苯胺N-烷基化反应研究

内容摘要

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