CN101912788B - 含氨基树脂酚铝双功能催化剂及其合成方法和应用 - Google Patents
含氨基树脂酚铝双功能催化剂及其合成方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101912788B CN101912788B CN2010102440830A CN201010244083A CN101912788B CN 101912788 B CN101912788 B CN 101912788B CN 2010102440830 A CN2010102440830 A CN 2010102440830A CN 201010244083 A CN201010244083 A CN 201010244083A CN 101912788 B CN101912788 B CN 101912788B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum
- amino
- catalyst
- bifunctional catalyst
- gained
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含氨基的树脂酚铝双功能催化剂及其合成方法和应用,该催化剂的具体合成方法有以下几个步骤:(1)苯酚或邻苯二酚,甲醛和有机胺合成含氨基的酚醛树脂;(2)含氨基的酚醛树脂与铝发生反应,生成含氨基的树脂酚铝;(3)加入模板剂F127的甲醇溶液中自组装;(4)在氮气保护下600℃焙烧,制得含氨基的树脂酚铝双功能催化剂。将该催化剂应用于甲苯-甲醇侧链烷基化合成苯乙烯,其苯乙烯产率44.9%,苯乙烯选择性100%。与目前较好的碱金属离子交换的分子筛催化剂相比,具有很高的活性和选择性。
Description
技术领域
本发明涉及一种含氨基的树脂酚铝双功能催化剂及其合成方法和应用。
背景技术
目前苯乙烯的合成方法主要有两种,一个是乙苯脱氢,二是甲苯与甲醇侧链烷基化。与传统的乙苯脱氢方法相比,甲苯-甲醇侧链烷基化合成苯乙烯具有较高的经济效益和较低的经济成本,因此成为研究的热点。首先是MgO、CaO碱性催化剂被成功应用于甲苯-甲醇的侧链烷基化反应,后来发现分子筛的孔结构正适合甲苯-甲醇的侧链烷基化反应。近年来碱金属离子交换的分子筛催化剂一直是甲苯-甲醇的侧链烷基化反应的首选,研究工作者也涉及一些提高苯乙烯选择性的方法(比如掺杂B、P、Cu、Ag到碱金属离子交换的分子筛中等),但结果都不十分理想,目前乙苯和苯乙烯总共的产率都不超过20%,苯乙烯选择性不超过10%(SerraJ.M.,Corma A.,Farrusseng D.,Catal.Today 2003,81,425-436.Palomares A.E.,Eder-Mirth G.,Rep M.,J.Catal.1998,180,56-65.)。
大量的研究发现,甲苯-甲醇侧链烷基化反应既需要碱性位将甲醇氧化成甲醛,同时需要将甲苯中的甲基活化,也需要酸性位将甲苯和生成的甲醛固定在催化剂表面,从而进行侧链烷基化反应。为了提高催化剂的活性,本发明以酚醛树脂为碳源,以F127为中孔模板剂,以铝为酸性位,以有机胺为碱性位,合成了一种以弱酸、弱碱为酸、碱中心的双功能催化剂,将其用于甲苯-甲醇侧链烷基化反应,获得了良好的效果,得到一个高活性、高选择性的双功能催化剂。
发明内容
甲苯-甲醇侧链烷基化反应既需要碱中心也需要酸中心,目前多采用将碱性化合物和酸性化合物混合或参杂的方法来制备催化剂,酸碱强度不易控制,效果不理想。本发明旨在通过分子合成的方法,构建同时具有酸、碱位和适宜强度的双功能催化剂,解决的现行催化剂效率低下的问题,并将其有效地应用。本发明具体提供一种含氨基的树脂酚铝双功能催化剂的合成方法及应用。
本发明含氨基的树脂酚铝双功能催化剂的结构式如下:
上式(I)和(II)中:R1为-H,-CH3,-C2H5;R2为-H,-CH3,-C2H5,-C2H5NH2。
本发明一种用于含氨基的树脂酚铝双功能催化剂的合成方法,该按下列步骤进行:
(1)苯酚或邻苯二酚与一定量乙醇混合,然后加入NaOH,将甲醛加入混合液中,在50-95℃反应,得淡黄色或棕黄色溶液;
(2)将步骤(1)所得溶液中加入有机胺反应,得棕红色液体;
(3)将步骤(2)所得液体加入到二甲基硅油中,然后加入铝粉,在130-230℃反应,降至室温,抽滤,得黑色固体;
(4)将步骤(3)所得固体与F127的甲醇溶液混合均匀,静止,100-250℃下干燥,得黑色固体;
(5)将步骤(4)所得固体在氮气下管式电炉中逐步升温至300-600℃焙烧;制得含氨基的树脂酚铝双功能催化剂。
上述制备方法中,苯酚与铝粉的物质的量比为10∶1~3∶1,邻苯二酚与铝粉的物质的量比为10∶1~2∶1,有机胺与铝粉的物质的量比为10∶1~0.1∶1。
本发明一种含氨基的树脂酚铝双功能催化剂的合成方法所合成的催化剂(I)和(II)用于甲醇-甲苯侧链烷基化合成苯乙烯。
本发明合成的新型双功能催化剂将在需要弱酸,弱碱催化剂的反应中具有广阔的应用前景。
经红外光谱和XRD分析检验与目标产物吻合。
附图说明
图1是本发明所得催化剂的红外谱图。
图2是本发明所得催化剂的XRD谱图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式:
实施例1
(1)6.1g(0.065mol)苯酚在40℃下与20ml乙醇混合,然后加入0.26g(0.0065mol)NaOH,在50℃下,将10.5g 37%甲醛(0.1295mol)1h内滴入混合液中,在75℃反应2h,得淡黄色溶液。
(2)将步骤(1)所得溶液中滴加8.8ml(0.130mol)氨水,反应2h。得棕红色液体。
(3)将步骤(2)所得液体加入到100ml二甲基硅油中,,然后加入0.6g(0.022mol)铝粉,在180℃反应3h。降至室温,抽滤,得黑色固体。
(4)将步骤(3)所得固体与10g F127的50ml甲醇溶液混合均匀,静止10h,100℃下干燥3h,得黑色固体。
(5)将步骤(4)所得固体在氮气下管式电炉中焙烧,首先逐渐升温至600℃焙烧12h.。所得催化剂记为Cat-NH2。
将5g40-60目的含氨基的树脂酚铝双功能催化剂装入固定床反应器中,在450℃下通入摩尔比为氮气∶甲苯∶甲醇=5∶0.83∶0.17,空速为1.0-2.0h-1,产物用气相色谱(GC950,毛细管柱为0.53mm×50m,检测器为火焰检测器)进行检测。活性评价结果见表1。
实施例2
步骤(1)与实施例1相同。
(2)将步骤(1)所得溶液中滴加17.8ml(0.130mol)二甲胺,反应2h。得棕红色液体。
其它步骤与实施例1相同。所得催化剂记为Cat-N(CH3)2。
活性评价与实施例1相同。活性评价结果见表1。
实施例3
步骤(1)与实施例1相同。
(2)将步骤(1)所得溶液中滴加(0.1295mol),11.2ml(0.130mol)乙二胺,反应2h。得棕红色固体。
其它步骤与实施例1相同。所得催化剂记为Cat-N HC2H5NH2。
活性评价与实施例1相同。活性评价结果见表1。
实施例4
步骤(1)与实施例1相同。
(2)将步骤(1)所得溶液中滴加13.6ml(0.130mol)二乙胺,反应2h。得棕红色液体。
其它步骤与实施例1相同。所得催化剂记为Cat-N(C2H5)2-1。
活性评价与实施例1相同。活性评价结果见表1。
实施例5
步骤(1)与实施例1相同。
(2)将步骤(1)所得溶液中滴加27.2ml(0.260mol)二乙胺,反应2h。得棕红色液体。
其它步骤与实施例1相同。所得催化剂记为Cat-N(C2H5)2-2。
活性评价与实施例1相同。活性评价结果见表1。
实施例6
步骤(1)与实施例1相同。
(2)将步骤(1)所得溶液中滴加13.6ml(0.130mol)二乙胺,反应2h。得棕红色液体。
(3)将步骤(2)所得液体加入到100ml二甲基硅油中,,然后加入0.3g(0.011mol)铝粉,在180℃反应3h。降至室温,抽滤,得黑色固体。
其它步骤与实施例1相同。所得催化剂记为Cat-N(C2H5)2-3。
活性评价与实施例1相同。活性评价结果见表1。
实施例7
(1)7.1g(0.065mol)邻苯二酚在40℃下与20ml乙醇混合,然后加入0.26g(0.0065mol)NaOH,在50℃下,将10.5g 37%甲醛(0.1295mol)1h内滴入混合液中,在75℃反应2h,得淡黄色溶液。
(2)将步骤(1)所得溶液中滴加13.6ml(0.130mol)二乙胺,反应2h。得棕红色液体。
(3)将步骤(2)所得液体加入到100ml二甲基硅油中,,然后加入0.9g(0.032mol)铝粉,在180℃反应3h。降至室温,抽滤,得黑色固体。
其它步骤与实施例1相同。所得催化剂记为Cat-N(C2H5)2-4。
活性评价与实施例1相同。活性评价结果见表1。
实施例8
步骤(1),(2)与实施例7相同。
(3)将步骤(2)所得固体加入到100ml二甲基硅油中,,然后加入0.5g(0.016mol)铝粉,在180℃反应3h。降至室温,抽滤,得黑色固体。
其它步骤与实施例1相同。所得催化剂记为Cat-N(C2H5)2-5。
活性评价与实施例1相同。活性评价结果见表1。
表1 催化剂活性评价结果
催化剂 | (乙苯+苯乙烯)产率/% | 苯乙烯选择性/% |
Cat-NH2 | 11.2 | 20.2 |
Cat-N(CH3)2 | 38.5 | 98.9 |
Cat-NHC2H5NH2 | 34.4 | 21.5 |
Cat-N(C2H5)2-1 | 44.9 | 100 |
Cat-N(C2H5)2-2 | 36.3 | 99.2 |
Cat-N(C2H5)2-3 | 37.8 | 95.3 |
Cat-N(C2H5)2-4 | 12.4 | 75.4 |
Cat-N(C2H5)2-5 | 9.8 | 80.7 |
实施例9
将5g40-60目的含氨基的树脂酚铝双功能催化剂装入固定床反应器中,在450℃下通入摩尔比为氮气∶甲苯∶甲醇=5∶0.83∶0.17,空速为1.0-2.0h-1,产物用气相色谱(GC950,毛细管柱为0.53mm×50m,检测器为火焰检测器(FID)进行检测。
Claims (5)
2.一种权利要求1所述的含氨基的树脂酚铝双功能催化剂的合成方法,该方法包括下列步骤:
(1)苯酚或邻苯二酚与乙醇混合,然后加入NaOH,将甲醛加入混合液中,在50-95℃反应,得淡黄色或棕黄色溶液;
(2)将步骤(1)所得溶液中加入有机胺反应,得棕红色液体;
(3)将步骤(2)所得液体加入到二甲基硅油中,然后加入铝粉,在130-230℃反应,降至室温,抽滤,得黑色固体;
(4)将步骤(3)所得固体与F127的甲醇溶液混合均匀,静止,100-250℃下干燥,得黑色固体;
(5)将步骤(4)所得固体在氮气下管式电炉中逐步升温至300-600℃焙烧,制得含氨基的树脂酚铝双功能催化剂。
3.如权利要求2所述的方法,其苯酚与铝粉的物质的量比为10∶1~3∶1,邻苯二酚与铝粉的物质的量比为10∶1~2∶1,有机胺与铝粉的物质的量比为10∶1~0.1∶1。
4.如权利要求2所述的方法,其有机胺为氨,二甲胺,二乙胺或乙二胺。
5.一种将权利要求1所述的一种含氨基的树脂酚铝双功能催化剂I和II应用于甲醇-甲苯侧链烷基化合成苯乙烯。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010102440830A CN101912788B (zh) | 2010-07-31 | 2010-07-31 | 含氨基树脂酚铝双功能催化剂及其合成方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010102440830A CN101912788B (zh) | 2010-07-31 | 2010-07-31 | 含氨基树脂酚铝双功能催化剂及其合成方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101912788A CN101912788A (zh) | 2010-12-15 |
CN101912788B true CN101912788B (zh) | 2012-05-30 |
Family
ID=43320513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2010102440830A Expired - Fee Related CN101912788B (zh) | 2010-07-31 | 2010-07-31 | 含氨基树脂酚铝双功能催化剂及其合成方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101912788B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102274755B (zh) * | 2011-06-27 | 2013-01-23 | 湖南科技大学 | 一种用于合成苯酚的多相催化剂及其制备方法和应用 |
CN104448381B (zh) * | 2014-11-07 | 2017-07-28 | 华东师范大学 | 咪唑功能化有序介孔酚醛树脂材料的制备及其应用 |
CN109053360A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-12-21 | 宁波高新区诠宝绶新材料科技有限公司 | 一种使用含钕苯甲醛吸附剂制备苯乙烯的方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4463204A (en) * | 1983-04-22 | 1984-07-31 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for alkylating toluene with methanol to form styrene using a low sodium content potassium/cesium modified zeolite catalyst composition |
CN101623650B (zh) * | 2008-07-08 | 2011-08-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲苯与甲醇侧链烷基化制苯乙烯催化剂的制备方法 |
CN101623649B (zh) * | 2008-07-08 | 2011-08-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于制备苯乙烯的碱性分子筛催化剂 |
-
2010
- 2010-07-31 CN CN2010102440830A patent/CN101912788B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101912788A (zh) | 2010-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hosseini-Sarvari et al. | Nano copper (i) oxide–zinc oxide catalyzed coupling of aldehydes or ketones, secondary amines, and terminal alkynes in solvent-free conditions | |
Zhao et al. | Iron/amino acid catalyzed direct N‐alkylation of amines with alcohols | |
Cui et al. | Ruthenium‐Catalyzed Nitro and Nitrile Compounds Coupling with Alcohols: Alternative Route for N‐Substituted Amine Synthesis | |
Chen et al. | Mesoporous carbon derived from vitamin B 12: a high-performance bifunctional catalyst for imine formation | |
CN102698799B (zh) | 一种聚合物负载的季铵盐离子催化剂及其制备方法与应用 | |
Cui et al. | Au/Ag–Mo nano-rods catalyzed reductive coupling of nitrobenzenes and alcohols using glycerol as the hydrogen source | |
Pedrajas et al. | Efficient and Selective N‐Methylation of Nitroarenes under Mild Reaction Conditions | |
CN107304367B (zh) | 一种汽油、航空煤油或柴油范围内的支链烷烃的制备方法 | |
CN103570553A (zh) | 一种通过催化烷基化制备n-取代胺类化合物的方法 | |
CN103464195B (zh) | 一种扩孔剂引入活性组分的甲烷氧化制甲醇催化剂方法 | |
Yu et al. | Effect of pore size on the performance of mesoporous material supported chiral Mn (III) salen complex for the epoxidation of unfunctionalized olefins | |
Azizi et al. | Molybdenum‐Catalyzed Dehydrogenative Synthesis of Imines from Alcohols and Amines | |
CN101912788B (zh) | 含氨基树脂酚铝双功能催化剂及其合成方法和应用 | |
CN103145568A (zh) | 一种腰果酚阳离子型季铵盐及其制备方法 | |
Zhao et al. | Synthesis of propylene glycol ethers from propylene oxide catalyzed by environmentally friendly ionic liquids | |
Wu et al. | Efficient synthesis of sec-butanol from sec-butyl acetate under mild conditions with the basic ionic liquid catalysts | |
Li et al. | Palladium nanoparticles encapsulated in MIL-101-NH2 catalyzed one-pot reaction of Suzuki-Knoevenagel reaction | |
CN111285776A (zh) | 可见光催化1,2-二胺类化合物绿色合成的方法 | |
CN105712899A (zh) | 一种负载钴化合物催化醇和胺一步合成亚胺的方法 | |
CN108084050B (zh) | 一种磷酸铝分子筛催化亚胺合成的方法 | |
CN103272644A (zh) | 一种用于液相环氧化反应的希夫碱金属催化剂及其制备方法 | |
Serra et al. | Enantioselective alkylation of aromatic aldehydes with (+)-camphoric acid derived chiral 1, 3-diamine ligands | |
CN109678709B (zh) | 3-羟基丙酸甲酯的高效制备 | |
CN108014852A (zh) | 用于合成甲醇或其前体的催化剂、催化剂的制备方法和使用催化剂生产甲醇或其前体的方法 | |
CN109438402B (zh) | 一类苯并呋喃酮类衍生物及其合成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120530 Termination date: 20130731 |