不同拓扑结构分子筛催化2-甲基萘酰化反应性能对比研究
李军芳
摘要：2,6-萘二甲酸是合成特种聚酯聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的重要单体,利用2-甲基萘通过酰化、氧化、纯化工艺可得到 2,6-萘二甲酸,工艺中的酰化反应至关重要.目前 2-甲基萘酰化反应中的催化剂通常采用Lewis酸AlCl3且催化体系的反应转化率高、选择性好,但反应淬灭过程会产生大量的酸性含铝废水,反应体系对设备的材质要求高.基于分子筛具有择型性高、热稳性好、易与产物分离等优势且在多种酰基化反应中表现出良好的催化活性,以 2-甲基萘和丁酸酐为原料经分子筛固体酸催化的酰基化反应制备 2-甲基-6-丁酰基萘,采用 XRD、BET、SEM、NH3-TPD等方法对催化剂结构物性进行表征,对比研究BEA、MFI、MWW骨架拓扑结构的H-Beta、H-HZSM-5、H-MCM-22 分子筛催化性能,探讨反应机理并考察分子筛催化剂的回用性能.研究表明,与具有十元环特征孔道的H-ZSM-5 分子筛相比,具有十二元环特征孔道的H-Beta分子筛表现出更好的催化活性,BEA骨架拓扑的分子筛具有较高的选择性;在H-Beta分子筛催化下,反应条件为2-甲基萘与丁酸酐摩尔比1∶1、2-甲基萘 0.05 mol、催化剂2 g、190℃反应10 h,丁酸酐转化率为57.42%,其中2,6-位选择性为44.98%,2,7-位选择性为 28.62%;H-MCM-22 分子筛催化体系下,丁酸酐的转化率为 31.66%,但生成产物不以期望的目标物为主;H-MCM-5 分子筛由于孔道尺寸小,不适用于该体系,在液相体系中丁酸酐转化率＜3%且未生成目标物.分子筛具有优良的回用性能,使用后的H-Beta分子筛通过高温焙烧再生后,催化剂的性能得到恢复,体现沸石分子筛催化剂的可回收和可重复利用的优点,该研究可为以中国丰富的含萘资源为原料制备高端聚酯单体提供颇具潜力的分子筛催化体系.
关键词：酰化反应2-甲基萘分子筛催化剂拓扑结构回用性能特征孔道反应机理
分类号：TQ203.2(基本有机化学工业)
论文发表日期：2024-11-10
页数：8( 79-86 )
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