环己烯催化氧化反应研究.pdf

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1、ProgressincatalysedoxidationofcyclohexeneAThesisSubmittedtoZhejiangNormalUniverstityFortheDegreeofMasterbySupervisedbyProf．Yuan-faYangZhejiangKeyLaboratoryforReactiveChemistryonSolidSurfacesInstituteofPhysicalChemistry,ZhejiangNormalUniversityMay2012环己烯催化氧化反应

2、研究摘要环己烯催化氧化可以获得多种产物，如：环己烯酮，环己烯醇，环氧环己烷，己二酸等均是重要的化工原料，具有广泛的应用。对于其氧化的研究从氧源看主要有有机过氧酸氧化法、叔丁基过氧化氢氧化法、双氧水氧化法和氧气氧化法。但有机过氧酸氧化法，叔丁基过氧化氢氧化法设备腐蚀严重，产品分离过程对环境产生严重的污染，不符合工业生产和绿色化学的需要；采用气态的氧气作为氧源，反应较难控制，产物较多，因此选用液相的双氧水为氧源，反应条件温和，原料廉价易得，且对环境友好。对于催化剂大多采用杂多酸，Mo、V、NboRu等金属固载到介孔材

3、料分子筛，金属卟啉、酞菁等结构复杂的配体为配体的配合物等为催化剂，虽然得到了较好的效果，但催化剂制备复杂且条件要求严格，所以如何选取廉价易得的催化剂也是研究的重点。据报道，具有尖晶石结构的铁氧化物对于对叔丁基苯酚羟基化反应具有很好的效果，主要是由于其能够在氧化剂的表面形成羟基自由基与底物反应，且指出了Fe3++络合剂+双氧水能够形成活性铁氧络合物，并作为氧化剂，因此本文以此廉价的催化剂应用于环己烯催化反应中，研究其反应效果。此外，偏钒酸钠能够均相催化苯双氧水的羟基化，考虑到苯的羟基化较难，在偏钒酸钠条件下可以羟基

4、化，因此推断较容易与环己烯的双键进行反应。我们的研究工作主要是以文献报道为理论依据，采用铁基类催化剂和偏钒酸钠催化剂对环己烯的氧化反应进行了研究，优化了反应条件，并对反应的机理进行了简单的探讨。主要有以下几个方面的内容：1．以尖晶石型铁酸盐MgFe204为催化剂对环己烯氧化反应进行了研究。并对所做催化剂做了XRD、TG-DTA、FT．IR表征，针对该体系讨论了温度、催化剂用量、双氧水用量、溶剂容量、催化剂焙烧温度等因素对反应的影响。结果表明：当环己烯为lml，过氧化氢用量1．5ml(与环己烯摩尔比为l：1．5)，

5、MgFe204用量为0．049，丙酮g．0mL为溶剂，反应温度60℃，反应12h，环己烯转化率为24．3％，环己烯酮选择性18．9％。2．硝酸铁为催化剂，在以邻苯二酚为添加剂的条件下，催化剂对环己烯氧化的效果。探讨了不同助剂、邻苯二酚的加入量、反应时间、反应温度、双氧水的用量、催化剂用量等因素对反应的影响。研究表明：Fe3++邻苯二酚体系对环己烯氧化反应表现出一定的催化性能。当环己烯O．Olmol，H2020．015tool，Fc(N03)3·9H200．089，n(Fe3+)：n(catcch01)=50：1，

6、反应温度60"C，丙酮为溶剂，用量8ml，反应时间12h，环己烯的转化率达到40．2％，环己烯酮的选择性为36．7％。3．以偏钒酸钠为催化剂，讨论了盐酸溶液用量、反应温度、n(n202)：n(cyclohexene)、不同溶剂、溶剂用量等因素对反应的影响。研究表明：当以NaV03为催化剂对环己烯氧化反应具有较好的催化性能，主要产物为环己烯酮。当NaV03用量0．0249，反应温度30"(2，双氧水的用量为0．01mol，加入0．5mlHCl(o．0369／m1)，丙酮为溶剂8ml，效果最佳，此时环己烯转化率16．

7、7％，环己烯酮选择性86．O％。关键词：环己烯；己二酸；环己烯酮；催化氧化；偏钒酸钠；活性铁氧物种PROGRESSINCAIAI．YSEDOⅪDATIONOFCYCLOHEXENEABSTRACTOxidationofcyclohexenegivesvariousproductssuchaScyclohexenylhydroperoxidecyclohexenol，cyclohexeneone，andcyclohexeneoxidetc．Theproductsarcimportantindustriallymat

8、erials．Theaspectsinoxygensupplyareorganicperacid,tert—butylhydropcroxide，hydrogenperoxideandmolecularoxygen．However,usingorganicperacidandtert—butylhydroperoxideasoxidantsourcedemandshigh