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在前人研究的基础上,本论文主要采用杂多酸催化法和原位环氧化法对油酸甲酯的环氧化反应进行了研究。
首先,合成了九种不同的杂多酸季铵盐催化剂。利用这些不同的催化剂对油酸甲酯进行催化环氧化,通过考察油酸甲酯的双键转化率和环氧化选择性对催化剂进行筛选。实验结果表明,磷钨酸-D1821的催化效果较好。
其次,在1,2二氯乙烷体系中,利用磷钨酸-D1821作相转移催化剂,以过氧化氢为氧源对油酸甲酯环氧化反应进行了研究。考察了不同反应条件对油酸甲酯双键转化率和环氧化选择性的影响,并通过正交实验确定了在二氯乙烷体系中,磷钨酸-D1821催化油酸甲酯进行环氧化反应的优化条件。最终的优化条件为:反应时间为4小时,反应温度为50℃,m(30%过氧化氢):m(油酸甲酯)=1.5:1,m(二氯乙烷):m(油酸甲酯)=3.5:1,m(催化剂):m(油酸甲酯)=25‰。在优化条件下得到的环氧油酸甲酯的碘值为3.0gI2/100g,环氧值为3.90 g/100g,酸值为0.4 mgKOH/g,均达到了一等品的要求。
再次,在二氯甲烷体系中,利用磷钨酸-D1821作相转移催化剂,以过氧化氢为氧源对油酸甲酯环氧化反应进行了研究。考察了不同反应条件对油酸甲酯双键转化率和环氧化选择性的影响,最终确定的优化条件为:m(30%过氧化氢):m(油酸甲酯)=1:1,m(二氯甲烷):m(油酸甲酯)=1.5:1,m(催化剂):m(油酸甲酯)=2.5%。在优化条件下得到的环氧油酸甲酯的碘值为4.3 gI2/100g,环氧值为3.95g/100g,酸值为0.2 mgKOH/g,均达到了一等品的要求。
最后,采用强酸性阳离子交换树脂和乙酸作催化剂,利用过氧化氢作氧源对油酸甲酯进行环氧化,研究了原位环氧化法对油酸甲酯的环氧化效果。通过考察不同反应条件对油酸甲酯双键转化率和环氧化选择性的影响,最终确定的优化条件为:反应温度60℃,m(乙酸):m(油酸甲酯)=0.24:1,m(30%过氧化氢):m(油酸甲酯)=0.60:1,m(树脂):m(油酸甲酯)=0.04:1。在优化条件下得到的环氧油酸甲酯的碘值为28.0 gI2/100g,环氧值为2.15g/100g,酸值为0.2 mgKOH/g,从这些数据来看,利用原位环氧化法得到的环氧油酸甲酯的性能指标不满足要求。因此原位环氧化法不适合于利用油酸甲酯制备环氧油酸甲酯的工艺。