钼镍催化剂催化合成溴代正辛烷

JOURNALOFGUIYANGCOLLEGENaturalSciences(Quarterly)

Vol.3　No.4Dec.2008

钼镍催化剂催化合成溴代正辛烷

秦晋颖,邹贵田

(贵阳学院生物与环境工程系,贵州　贵阳　550005)

摘　要:以正辛醇和氢溴酸为原料,钼镍粉做催化剂,合成了溴代正辛烷。经实验确定反应条件为:n(氢溴酸)/n(正辛醇)

=310,催化剂用量为反应物总质量的3%,反应时间215

h,反应温度128～133℃,溴代正辛烷产率为8716%,催化剂重复使用,催化活性基本不变。

关键词:钼镍催化剂;溴代正辛烷;催化

+

中图分类号:O621.255　文献标识码:A　　文章编号:1673-6125(2008)04-0044-03

CatalyticSynthesisofN2OctylBromidebytheSolidMo2NiCatalyst

QINJin2yingZouGui2tian

(DepartmentofBiologyandEnvironmentalEngineering,GuiyangUniversity,GuiyangGuizhou550005,China)

Abstract:Thepresentarticlecarriesourtheresearchonthesynthesisofn-bromidewithhydrobromicacidandn-octylalcoholbythesolidMo-Nicatalyst.Theresultsshowedthattheoptimumconditionsshouldbethatn(hydrobromicacid)/n(n-octylalcohol)=3.0,theamountofcatalystMo-Ni3%oftotalmassofreactants,thereactiontime2.5handthetemperature128～133℃.Theyieldofn-octylbromidewasabout87.6%,furthermorethecatalystinthereactioncanbereusedagainandagain,anditscatalyticactivationmaintainsunchanged1

Keywords:solidmo-nicatalyst;n-octylbromide;catalysis

　　溴代正辛烷为无色透明液体,微毒,有麻醉作用

[1]

辛烷的方法有硫酸催化合成法,SO42-/ZrO2固体超强酸催化法,稀土改性固体超强酸SO4

2-

,是重要的有机合成中间体,用

于合成脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐,烷基酚聚氧乙烯醚,脂肪醇聚氧乙烯醚等表面活性剂等;也是合成菌毒清的中间体。合成溴代正

/ZrO2/Ce催化法

4+[1]

。浓硫酸催化

法,价廉,活性也高,但浓硫酸具有氧化性和脱水作用,副产物多,颜色较深,设备腐蚀严

3收稿日期:2008-11-11

作者简介:秦晋颖(1982-),女,贵州贵阳人,贵阳学院生物与环境工程系,助教。

—44—

重,污染严重。固体超强酸SO2-4/ZrO2催化合成溴代正辛烷选择性高,对设备和环境污染较小。稀土改性固体超强酸SO2-

4

/

ZrO+2/Ce4为催化剂合成溴代正辛烷有较宽的温度适应范围,选择性高,对环境友好,清洁,但此两种催化剂制备方法较复杂,价格较高。采用钼镍作催化剂合成溴代正辛烷,反应条件温和,对环境友好,产品易精制,催化效果理想,溴代正辛烷产率达8715%,催化剂可重复利用。

1　实验

111　仪器及试剂

正辛醇(AR),氢溴酸(AR),硫酸(AR),氨水(AR),自制催化剂。

PR—1730型FT—IR红外光谱仪(美国)、WZS—I型阿贝折光仪(上海科学仪器厂)。112　催化剂的制备

将钼镍矿粉碎(过200目筛),用2mol/L的硫酸溶液浸泡24h,过滤,烘干,于650℃焙烧115h,再用2mol/L的硫酸溶液浸泡8h,焙干备用。113　合成溴代正辛烷

在装有滴液漏斗,电动搅拌器,回流冷凝管和溴化氢吸收装置的250ml三口烧瓶中,加入正辛醇和催化剂,将漏斗中装入w(HBr)=40%的氢溴酸,缓慢地滴加。油浴加热,温度控制在133℃左右,回流反应完毕,分离催化剂,在分液漏斗中分出有机相,得粗品,减压蒸馏,收集148～152℃(5118kPa)的馏分,得精制溴代正辛烷。114　溴代正辛烷的测定

　　用WZS—I型阿贝折光仪测得精制的溴代正辛烷其折光率=114524,与文献值[1]基本一致。用美国PR—1730型FT—IR红外光谱仪(KBr压片,DTGS检测器)测得产品的IR谱,见图1。

图1　产品的IR谱图

Fig.1　TheIRspectraofproducts

　　IR谱图中2959、2929、2859cm-1

处有强吸收峰,确定本品为饱和烃;1459cm-1

处吸收峰为甲基和亚甲基的面内不对称弯曲振动峰;1379cm-1处峰为甲基的面内对称弯曲振动,且为单峰,说明该化合物只有一个甲基;1379～1000cm-1

的峰带属C—Br伸缩振动及C—C单键骨架振动;725cm

-1

处弱吸收峰为(n≥4)的面内弯曲振动;在

3670～3200cm-1

内无吸收峰,故无—OH存

在。确定为溴代正辛烷。

2　结果与讨论

211　酸醇摩尔比对产率的影响

采用正辛醇011mol,反应时间为215h,反应温度133℃左右,催化剂用量为反应物总质量的3%,改变氢溴酸对正辛醇的摩尔比,结果见表1。

从表1知,溴代正辛烷的产率随氢溴酸

的摩尔数增大而增大,当n(氢溴酸)/n(正辛醇)=310时产率增大变化不大,故选择n(氢溴酸)/n(正辛醇)=310为宜。

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212　反应时间对产率的影响

采用n(氢溴酸)/n(正辛醇)=310,其余条件与211相同,改变反应时间,结果见表1。

从表1知,溴代正辛烷随反应时间的增加而增加,当反应时间为215h时达最大值,故215h是反应较适宜的反应时间。213催化剂用量对产率的影响

采用反应时间215h,其余条件与212

相同,改变催化剂用量,结果见表1。

从表1知,催化剂的用量增加,溴代正辛烷的产率增大,当催化剂用量达反应物总质量的3%时,产率增加缓慢,故选择催化剂用量为310为宜。214　催化剂重复使用活性

采用催化剂用量为反应物总质量的3%,其余条件与213相同,每次反应完毕,分离催化剂后,将催化剂重复使用,结果见表1。

表1　实验条件改变对产率的影响

Tab.1　Theinfluenceofchangingexperimentalconditionsontheyield

酸醇摩尔比产率(%)反应时间(h)产率(%)催化剂用量(%)产率(%)催化剂使用活性产率(%)

110115210215310315410

5615721876138014871987198718

12345678

87198719871687128710791679147910

212214216218310312

531259146819781487198716

015110115210215310

451263147415821487198719

　　从表1知,当催化剂重复使用8次后,仍具有极高的催化活性,若当催化剂活性降至产率20%以下,将催化剂用无水乙醇洗去有机物后,用2mol/L硫酸溶液浸泡8h后,滤出焙干,于650℃焙烧115h,即可恢复到最高催化活性。

8716%以上。

催化剂用量少,反应温和,反应时间短,产品处理简单,不腐蚀设备不产生三废,属绿色环保的清洁工艺。催化剂易得,价廉,制备简单,具有很高的应用价值。

参考文献:

[1]章思规.精细有机化学品技术手册[M].北京科

3　结论

采用自制钼镍催化剂合成溴代正辛烷,最佳条件为:n(氢溴酸)/n(正辛醇)=310,催化剂用量为反应物总质量的3%,反应温度128～133℃,回流反应215h,产率达

学出版社,1991:3271

[2]崔秀兰,林明丽,郭海福,等.稀土固体超强酸SO42-/ZrO2/Ce4+催化合成溴代正辛烷[J].精细化

工,2002,19(9):548-550.

—46—