绿色溶剂中芳香硝基化合物和肉桂醛选择性加氢反应

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化学工业使用的有机溶剂很多易挥发、易燃、有毒,对环境有害。减少传统有机溶剂用量,或采用环境友好的溶剂替代,成为绿色化学化工研究的重要内容。本论文研究了以对硝基苯甲醚和2-氯硝基苯(2-CNB)为代表的芳香硝基化合物在绿色溶剂中进行的选择性加氢反应。5wt%Pd/C(As received)催化对硝基苯甲醚加氢时,在H20、乙醇和正庚烷中,反应20min,转化率均为100%,对氨基苯甲醚选择性按下述顺序排列:乙醇(>99%)>正庚烷(97%)>H20(89%)。在C02-H2O、C02-乙醇和C02-正庚烷中,4MPa C02时,C02-乙醇和C02-正庚烷中的转化率分别为89%和55%。在无液体溶剂的压缩C02体系中,当CO2压力为10-12MPa时,转化率最高,接近100%,目标产物对氨基苯甲醚选择性>99%。在极性溶剂(乙醇与异丙醇)、非极性溶剂(正己烷与正庚烷)和上述溶剂与H20的混合物(乙醇-H20、正己烷-H20、正庚烷-H20)中,以5wt%Pt/C(300℃,还原2h)为催化剂,考察了溶剂效应对2-CNB加氢转化率和产物选择性的影响。还考察了在上述体系中引入压缩C02对反应过程的影响。在非极性溶剂正己烷或正庚烷中加入H20,可降低反应过程中间副产物的累积量,在正庚烷与H20的混合物中加入压缩CO2,可进一步提高2-氯硝基苯的加氢速率。对比不同催化剂(5wt%Pd/C、5wt%Pt/C)及不同反应体系(典型有机溶剂及C02膨胀体系)对肉桂醛(CAL)选择性催化加氢反应的影响,得到如下结论:Pd/C是催化CAL加氢制备氢化肉桂醛(HCAL)的良好催化剂,在H20、异丙醇、正己烷、乙醚中加入6MPa C02,HCAL的选择性显著提高;其中C02-H20和H20是以Pd/C催化CAL选择性加氢制备HCAL时最高效、最绿色的反应介质。
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