环己酮氨肟化直接合成己内酰胺反应过程的研究
以环己酮、氨和过氧化氢为原料合成己内酰胺通常由两段工艺构成，首先是环己酮氨肟化反应合成环己酮肟，然后环己酮肟进行重排得到己内酰胺。将上述两个反应过程集成在同一个反应器中进行可去除中间的分离单元、简化工艺流程、提高原料利用率、减少能耗和降低设备投资。基于此，本文对环己酮氨肟化反应合成环己酮肟及环己酮肟Beckmann重排反应的集成过程进行了研究。
采用两步法合成Br?nsted 酸性室温离子液体N,N,N-三甲基-N-磺丁基硫酸氢铵([HSO3-b-N(CH3)3]HSO4)，通过FT-IR、NMR、ESI-MS 及元素分析等方法确定了该离子液体的结构。在此基础上，将[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4-ZnCl2组成新的催化体系，应用于环己酮肟Beckmann 重排合成己内酰胺反应中。在优化的反应条件下，环己酮肟转化率高达100[％]，己内酰胺选择性可达94.9[％]。利用在线红外分析系统React IR IC-10 研究了该催化体系下环己酮肟重排反应机理。
在离子液体[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4介质中，对环己酮和羟胺硫酸盐直接合成己内酰胺反应进行了研究。在优化的反应条件下，环己酮转化率为95.1[％]，己内酰胺选择性为95.2[％]。回收后的离子液体循环使用四次，活性略有下降。
将TS-1与离子液体[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4组成新的催化体系，催化环己酮氨肟化直接合成己内酰胺反应。在优化的反应条件下，环己酮转化率为39.4[％]，己内酰胺选择性可达91.3[％]。
以钠基蒙脱土和四氯化钛为原料，采用水解法制备了一系列TiO2 柱撑蒙脱土催化剂。
结果显示出合成的优化条件为：蒙脱土悬浊液浓度为0.4wt[％]，柱化剂中Cti=0.82 mol·L-1、CHCl=1.0 mol·L-1，Ti/MT=20 mmol·g-1，柱化剂老化3 h。将制得的钛柱撑蒙脱土催化剂用于环己酮氨肟化反应中，结果表明，钛柱撑蒙脱土可以替代造价昂贵的TS-1 高效地催化环己酮氨肟化反应。在优化的反应条件下，环己酮的转化率达到72.9[％]，环己酮肟的选择性达到97.1[％]。将钛柱撑蒙脱土与离子液体[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4组成新的催化体系应用于环己酮氨肟化直接合成己内酰胺反应中。在优化的反应条件下，环己酮转化率为67.8[％]，己内酰胺选择性为88.0[％]。
环己酮氨肟化;直接合成;己内酰胺;重排反应;柱撑蒙脱土
河北工业大学
硕士
化学工艺
王延吉
2010
中文
O633.221;TQ203.9
50
2011-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）