双极膜技术在电合成3-甲基-2-吡啶甲酰胺中的应用

摘要

3-甲基-2-吡啶甲酰胺是合成药物的一种重要中间体，传统的合成方法存在副产物多，难分离，收率低等缺点。本文研究了以MnO2/MnOOH电对为媒介电催化氧化合成3-甲基-2-吡啶甲酰胺的工艺。超声波震荡下，在稀碱溶液中，阳极生成几纳米～几十纳米尺寸的MnO2可将2.氰基-3-甲基吡啶氧化为3-甲基-2-吡啶甲酰胺，自身被还原为MnOOH。MnOOH旋即在阳极上又被氧化生成MnO2，MnO2/MnOOH电对在阳极区中循环发生，达到了节约资源的效果。 将柔性链聚乙烯醇(PVA)分别与天然高分子海藻酸钠(SA)、壳聚糖(CS)共混，从而增强了两者的柔韧性及双极膜界面层的相容性。分别以FeCl3和戊二醛为交联剂，对PVA-SA和PVA-CS进行改性，制备了PVA-SNCS双极膜。测定膜的红外光谱，I-V工作曲线，Na+(阳离子)与C1(阴离子)透过双极膜的迁移数，离子交换容量及阴阳两室中OH-及H+的变化，并以扫描电镜观察膜表面和界面层形态。 以SA-CS/PVA双极膜为隔膜电解制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺，研究双极膜在3-甲基-2-吡啶甲酰胺制备中的特性，实验结果表明：双极膜中的水发生离解后生成的OH-进入阳极室，及时地补充了反应中消耗的OH-。采用双极膜槽电合成法生产3-甲基-2-吡啶甲酰胺，与传统的方法相比，反应条件温和，生产过程环境污染小。 为了减小双极膜的阻抗，提高水解离效率，以二茂铁作为交联、催化中心对海藻酸钠阳膜进行改性，制备了FSA-mCS聚合物双极膜。测定了双极膜的红外光谱、SA和CS电荷密度、膜的离子交换能力、OH渗透性、I-V工作曲线及交流阻抗。OH-渗透性和膜交流阻抗的测试结果表明，经二茂铁离子改性后的FSA-mCS双极膜，双极膜中间层中水解离的性能得到了提高，同时降低了膜阻抗。将双极膜应用于电氧化制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺，产率达60％，比以mSA-mCSBPM和Nafion为隔膜时的产率高出十个百分点。

目录

文摘

英文文摘

声明

绪论

第1章 以纳米MnO2为氧化剂制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺

1.1前言

1.2实验部分

1.3结果与讨论

1.4本章小结

第2章 SA-CS/PVA双极膜在电氧化制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺中的应用

2.1前言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章小结

第3章 二茂铁改性mSA-mCS双极膜及其应用

3.1中间层的改性

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第4章 结论

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

个人简历