基于非均相催化连续反应精馏合成席夫碱的研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.课题研究目的、意义

席夫碱也被称作亚胺,是由羰基化合物和胺类化合物经过亲核加成而生成的含有(gt;c=n-)基团的化合物。因为其在农药、医药、分析化学、催化化学、电化学等领域具的表现十分良好,引起人们对其更加广泛、系统的的研究。

目前,国内外采用的席夫碱的合成方法都是间歇法。但是席夫碱的合成是一个可逆反应,产生的水不能及时被带走,反应平衡逆向移动,转化率低。并且,放大效应极其明显,只能通过延长反应时间来维持反应转化率。同时,反应需要大量的带水剂,对反应釜的体积要求高,增加了设备消耗。

本实验以离子交换树脂为催化剂通过连续反应精馏法合成亚胺,具有反应转化率高、副反应少、产品纯度高、能耗低、操作简便等优良特点,由于离子交换树脂为固体催化剂不但可以与产品易分离,而且可以大大降低对反应精馏塔的腐蚀程度,相信本实验能够对亚胺的工业化生产做出贡献。

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2. 研究的基本内容与方案

3.拟采用路线及解决的问题

由于间歇法合成亚胺反应转化率低、产物收率低、能耗大,设备利用率低。因此,本实验希望通过以离子交换树脂为催化剂把亚胺的合成与反应精馏相结合。反应精馏具有使反应物的转化率和选择性得到了改善;化学反应过程易于控制;降低设备成本和运行成本,同时也降低了蒸馏塔中蒸馏和化学反应的能耗;设备简单,减少操作所需要的空间;通过形成共沸物有效地避免了蒸馏分离操作的困难;在一些常规精馏难以分离的系统中,反应精馏可以获取相对纯净的最终产品;对于催化蒸馏而言,催化剂填充层的作用体现在加速化学反应速率和传质等方面的优点。以此来研究一种高效节能的合成方法来提高亚胺生产效率,提升工业应用效益。

通过对间歇法实验的研究发现,反应收率低的主要原因是反应生成的水抑制了反应,使得反应平衡向左移动,阻碍了产物亚胺的生成。因此,本实验的主要研究方向就是带水剂的选择、连续反应精馏条件的确定。还选择了多种胺和酮进行连续化反应,为具有相似结构的席夫碱的合成提供了实验基础。

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3. 研究计划与安排

第1周:查阅相关文献资料,明确研究内容,确定实验方案,完成开题报告。

第2-3周:确定非均相催化连续反应精馏合成席夫碱的工艺方案。

第4-8周:通过间歇实验,对非均相催化剂进行筛选。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 陶兰. 新型席夫碱的合成及表征[d]. 吉林大学, 2008.

[2] vigato p a, tamburini s. the challenge of cyclic and acyclic schiff bases and related derivatives [j]. coordination chemistry reviews, 2004, 248 (17-20),1717-2128.

[3] kumar s, dhar d, saxena p n. applications of metal complexes of schiff bases-a[j].journal of scientific amp; industrial research, 2009, 68(3), 181-187.

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