甘油催化氯代法合成环氧氯丙烷新工艺研究

摘要

环氧氯丙烷（ECH）是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，用途十分广泛。目前，ECH的主要工业生产方法仍以丙烯高温氯化法为主，醋酸丙烯酯法次之。两种生产方法均以丙烯为起始原料。近几年，随着石油价格的波动，以动植物油脂加工副产甘油为原料，催化氯代制备二氯丙醇生产环氧氯丙烷的甘油氯代法重新引起普遍关注。目前国内外的研究大多侧重于甘油氯代生成二氯丙醇的过程，重点方向是氯代反应催化剂的选择和制备。本论文从氯代反应机理出发，以甘油与HCl反应生成二氯丙醇为探针反应，设计合成了一系列活性高、选择性好的新型高效催化剂。主要研究内容如下： 1.以带羧基侧基的聚芳醚砜醚酮酮（PESEKK-A）树脂为主催化剂，PCl3为助催化剂，考察了两者不同质量比对甘油氯代法合成二氯丙醇的催化效果。结果表明：当PESEKK-A和PCl3用量分别为甘油质量的4．0%和1．5%时，二氯丙醇的收率达到89．8%。比较了甲苯带水，二氯乙烷（DCE）连续恒沸带水和二氯乙烷间歇带水3种工艺，实验表明：DCE间歇带水二氯丙醇的收率提高到92．4%，产物中1，3-二氯-2-丙醇的质量分数为96．9%，具有较高的催化氯代选择性。 2.以甲苯、对甲苯酚和4，4’－二氯二苯砜等为原料，经亲核取代、氧化二步反应，高产率地合成了3种芳香羧酸（Cat-SA-A，B，C）。用FT－IR和1H NMR等技术进行表征，证明化合物具有预期的结构。比较研究了三者与对苯二甲酸（PTA）及带羧基侧基的聚芳醚酮酮（PEKK-A）树脂催化甘油氯代反应的催化效果。实验表明：合成的含砜基芳香羧酸的催化活性均高于PTA和PEKK-A。当催化剂的用量为甘油质量的3．0%时，Cat-SA-C的催化效果最好，二氯丙醇的收率高达96．7%。Cat-SA-C的活化再生简单，循环重复使用5次对二氯丙醇的收率无明显影响。 3.对甘油氯代法合成二氯丙醇的催化反应机理进行了初步探讨。研究初步表明：制备的新型催化剂中的羧基和砜基对氯代反应具有协同催化作用，能促进甘油氯代反应的亲核取代过程，提高二氯丙醇的收率，具有较大的工业化应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2传统的环氧氯丙烷生产技术

1.3新工艺技术开发进展

1.4以生物柴油副产甘油为原料生产环氧氯丙烷的技术

1.5本论文的研究工作及创新点

2主要原料和试剂，测试仪器及方法

2.1主要原料和化学试剂

2.2主要测试仪器和方法

3甘油催化氯代法合成二氯丙醇的研究

引言

3.1实验部分

3.2结果与讨论

3.3合成工艺的选择

3.4结论

4甘油催化氯代法合成二氯丙醇新型高效催化剂的研究与应用

引言

4.1催化剂的合成与表征

4.2催化剂的催化效果

4.3催化机理的初步探讨

5环氧氯丙烷的合成

引言

5.1环氧氯丙烷的合成

5.2结果与讨论

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

硕士期间发表论文和参与课题情况

致谢