苯酚羧化法制备取代苯甲酸的绿色工艺研究

摘要

CO2排放到大气中破坏环境、加速全球变暖，是引起温室效应的主要气体之一，但它同时又是一种无毒、不易燃的重要碳资源。随着排放的CO2的增加和温室效应的加剧，CO2的利用日益引起世界各国的普遍关注。目前，对CO2的利用研究主要集中在化学利用和物理利用两个方面，尤其是在化工生产中直接消耗大量CO2，生产化工产品，对减少CO2排放量起到了举足轻重的作用。
　　Kolbe-Schmitt合成就是利用CO2为原料，实现对CO2利用的重要化工反应，其中邻甲基水杨酸和4,6-二羟基-1,3-苯二甲酸的主要合成步骤是先形成酚盐，再与CO2反应，而酚盐在合成过程中需要脱水，在空气中容易潮解、氧化，能耗很大，在实际生产中是一个很大的问题。
　　本课题分别以邻甲基苯酚和间苯二酚为原料，考察了无水K2CO3、无水K3PO4等盐的反应活性，选取效果较好的无水K2CO3与K3PO4一步法直接合成邻甲基水杨酸与4,6-二羟基-1,3-苯二甲酸。实验发现，若K2CO3参与反应，在最佳的反应条件下，CO2没有得到充分的利用，反而增排，若K3PO4参与反应，CO2的利用率会大大提高。当K3PO4参与羧化反应，反应温度150℃、反应压力3.0 MPa、反应时间4h、底物与盐摩尔比为1:2.5、水含量<0.2％时，邻甲基水杨酸产率为69.6％；而当反应温度150℃、反应压力1.0MPa、反应时间3h、底物与盐摩尔比为1:3、水含量<6％时，4,6-二羟基-1,3-苯二甲酸产率为75.4％。
　　与以前工艺相比，由K3PO4参与的羧化反应直接合成邻甲基水杨酸与4,6-二基-1,3-苯二甲酸，是一种工艺简单易行，收率高，绿色环保的新工艺。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 CO2的性质及利用

1.1.1 CO2的性质

1.1.2 CO2的主要来源

1.1.3 CO2的利用

1.2 Kolbe-Schmitt 反应

1.3 邻甲基水杨酸的合成方法

1.4 4,6-二羟基-1,3-苯二甲酸的合成方法

1.5 本文主要研究思路及工作

2 实验部分

2.1 主要仪器与材料

2.1.1 主要仪器及设备

2.1.2 主要试剂与材料

2.2邻甲基水杨酸的合成与鉴定

2.2.1 O-MSA的合成

2.2.2 O-MSA的鉴定与分析

2.3 4,6-二羟基-1,3-苯二甲酸的合成与鉴定

3 结果与讨论

3.1邻甲基苯酚羧化法制备邻甲基水杨酸

3.1.1中和剂对邻甲基水杨酸产率的影响

3.1.2 K2CO3参与的邻甲酚羧化反应工艺条件的研究

3.1.3 K3PO4参与的邻甲酚羧化反应工艺条件的研究

3.1.4邻甲基水杨酸的分析鉴定

3.2间苯二酚羧化法制备4,6-二羟基-1,3-苯二甲酸

3.2.1中和剂对4,6-二羟基-1,3-苯二甲酸产率的影响

3.2.2 K2CO3参与的间苯二酚羧化反应工艺条件的研究

3.2.3 K3PO4参与的间苯二酚羧化反应工艺条件的研究

3.2.4 4,6-二羟基-1,3-苯二甲酸的分析鉴定

4 结 论

致谢

参考文献