【摘 要】
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Friedel-Crafts酰化反应可以用来合成各种有价值的化工产品的中间。在这些化工产品中,2-乙酰噻吩是一种被广泛使用的医药中间体,可用于生产盐酸度洛西汀,靛蓝等,而噻吩(以乙酸酐作为酰化剂)是生产2-乙酰噻吩的重要原料。现有的噻吩酰化制备2-乙酰噻吩的研究已经发展到了使用成型的沸石分子筛作为催化剂在滴流床反应器中进行连续生产实验。但是,这种连续生产实验存在一些较大,并且难以解决的问题。即分子
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Friedel-Crafts酰化反应可以用来合成各种有价值的化工产品的中间。在这些化工产品中,2-乙酰噻吩是一种被广泛使用的医药中间体,可用于生产盐酸度洛西汀,靛蓝等,而噻吩(以乙酸酐作为酰化剂)是生产2-乙酰噻吩的重要原料。现有的噻吩酰化制备2-乙酰噻吩的研究已经发展到了使用成型的沸石分子筛作为催化剂在滴流床反应器中进行连续生产实验。但是,这种连续生产实验存在一些较大,并且难以解决的问题。即分子筛催化剂失活较快,催化剂再生条件要求较高。本文在确定使用分子筛作为催化剂后,首先使用密度泛函理论(Density functional theory,DFT),并结合分子模拟技术对分子筛失活的机理进行探究,确定了一条合理可行的失活路线。随后在该路线的指导下,设计了一系列的实验对该机理中探索到的失活原因进行了确认,确认了当乙酸酐和产物2-乙酰噻吩大量共存时分子筛会因为聚合反应的发生而迅速失活。此外,也发现2-乙酰噻吩在分子筛孔道上的吸附,也是催化剂失活的一个重要因素。进一步的,本文根据上述原因,对连续的噻吩酰化反应进行了改进。将实验装置改成了固定床反应器,并将原料的摩尔比改成了噻吩过量,以尽可能避免乙酸酐和2-乙酰噻吩的大量共存。在新的实验条件下,探究了原料的摩尔比,体积流量以及溶剂对催化剂生产能力的影响。发现以四氯化碳为溶剂时,催化剂的生产能力大大增加。另一方面,失活分子筛的再生也十分重要,这涉及固体废料的这处理。本文通过先溶剂浸泡再在350℃下煅烧的方法实现了催化剂再生。在研究的最后,分别测定了不含有四氯化碳溶剂和含有四氯化碳溶剂时的噻吩酰化反应的动力学,并结合流速实验确定了四氯化碳做溶剂强化噻吩连续酰化反应成功的原因是改善了外扩散。
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