BEA系列固体酸催化剂如何实现酰化反应的非均相催化?

日期: 2024-05-25 01:09:38|浏览: 87|编号: 69222

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BEA系列固体酸催化剂如何实现酰化反应的非均相催化?

- 酰化反应在有机合成中起着重要作用。其产品是有机化学中极为重要的中间体或产品,许多用于制药和香料行业。酰卤化物、酸酐和羧酸用作酰化试剂。

酰化反应通常使用催化剂进行,包括各种路易斯酸和酸,如 AlCl3、FeCl3、ZnCl2、BF3、HF 和磷酸。通常,反应所需的催化剂用量超过化学计量,使用这些催化剂会导致后续的分离问题和环境危害,因此迫切需要非均相催化来代替它。已经开发了许多用于酰化反应的固体酸催化剂,沸石是酰化反应中最常用的催化剂类型。酰化反应由酰化离子“RCO+”中间体产生,该中间体由酰化试剂与酸性位点相互作用产生。甲苯与乙酸酐酰化反应对固体酸的反应机理:

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芳烃的酰化反应

甲苯在BEA催化下液相中可与乙酸酐(Ac2O)酰化。在150°C时,甲基苯乙酮(MAP)的收率最高。MAPs在150°C以下的选择性为100%,主要产物为4-MAP,形成少量的2-MAP和3-MAP。随着温度的升高,MAPs的选择性降低,活性位点被吸附产物毒害,形成“焦化”型产物会堵塞孔隙,从而限制反应。____

苯甲醚的酰化反应

与酰化试剂结合使用时,苯甲醚比苯更具反应性。因此,苯甲醚的酰化反应除了工业应用外,还作为模型反应被广泛研究。公司已将苯甲醚与乙酸酐(Ac2O)与固体酸催化剂BEA-进行酰化反应生产4-甲氧基苯乙酮(4-MOAP),并在固定床中进行反应。在119 °C下,苯甲醚与乙酸酐的摩尔比为1,在BEA沸石催化下,4-MOAP收率为98%,持续2 h。反应速度随时间的增加而迅速降低,表明反应受到4-MOAP的抑制,因为它可以吸附在酸性位点上。反应按机理进行,吸附强度顺序为4-MOAP>苯甲醚>醋酸酐。因此,产物4-MOAP强烈抑制反应速度。BEA催化剂的高稳定性是由于沸石层分散性好,沸石颗粒尺寸小,保证了反应物和产物的高扩散率。沸石的薄层增加了产品与沸石分离的速率,大大减少了酸催化的缩合二次反应,从而减少了积碳的形成。____

烯烃的酰化反应

烯烃与羧酸衍生物的酰化反应产生不饱和酮,这是合成更复杂化合物的通用中间体。在BEA中,上环己烯和甲基环己烯可以与乙酸酐(Ac2O)反应。

在环己烯与丙酸酐的酰化反应中,Si/Al=37.5时BEA-环己烯转化率为78.7%,环己烯基乙酮的选择率为50%,副产物包括丙酸环己酯和二酰化产物。环己烯转化率随酸酐链长的增加而降低:乙酸酐(82%)>丙酸酐(78.7%)>丁酸酐(69.3%)>己酸酐(57.8%)。1-甲基环己烯对丙酸酐酰化反应具有很高的选择性,主要产物为2-甲基-2-环己烯基乙酮。这表明甲基1的取代组织了随后的反应,而甲基环己烯与羧酸的反应没有发生。

内容摘自:Solid Acid、From to By、Yoshi Ono

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