壳聚糖基固体酸催化果糖合成5-羟甲基糠醛

以壳聚糖为原料,采用一步水热碳化和磺化法合成壳聚糖基固体酸材料(CASA),并将其用于催化无溶剂条件下果糖脱水合成5-羟甲基糠醛(5-HMF),考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及催化剂循环利用次数对脱水反应的影响,并与甲壳素基固体酸材料(CISA)进行了催化性能比较。采用X射线衍射、扫描电镜、吡啶吸附红外光谱对CASA材料进行了结构和酸性质表征,建立了催化剂结构与性能的关系。结果表明,CASA材料含有大量的表面强Br?nsted酸性位点,因而其催化性能较CISA突出;当m(果糖)∶m(CASA)=6∶1、120℃反应5 h时,5-HMF的收率高达63.2%,且CASA可重复利用4次而无明显失活。     

Aluminum Containing MCF Silica as Highly Efficient Solid Acid Catalyst for Alcohol Esterification

Aluminum incorporated mesocellulous silica foams (Al-MCF) with various Si/Al ratios have been hydrothermally synthesized. The characterization results indicate that the characteristic mesocellular structural features of MCF are preserved after the aluminum incorporation. The catalysts exhibit highly catalytic performance in the esterification of acetic acid with amyl alcohol in the liquid phase.     

微孔固体酸催化剂H-ZSM-5沸石催化合成二丙烯酸乙二醇酯

采用微孔固体酸催化剂H—ZSM—5沸石催化丙烯酸和乙二醇反应合成二丙烯酸乙二醇酯，催化活性高于硫酸，酯化反应2．5h，乙二醇的转化率可达62．0％，选择性为98．2％。催化剂H—ZSM—5重复三次使用依然保持很高的催化活性。     

固体酸催化淀粉一锅法制备果葡糖浆的研究

研究了几种负载型固体酸催化剂催化淀粉转化为果葡糖浆的催化效果,其中,超稳Y型分子筛（USY）负载硫酸制备得到的SO₄^2-/USY可以作为双功能催化剂,既催化淀粉水解为葡萄糖,又使葡萄糖异构为果糖,实现了淀粉一锅法制备果葡糖浆的工艺途径,具有良好的催化效果。对催化剂的制备条件进行优化,发现较佳的制备条件为1.5 mol/L H₂SO₄和550℃的焙烧温度。以此为催化剂对反应条件进行优化,获得较佳的反应条件是5%淀粉（淀粉/水）、催化剂用量为淀粉质量的30%、反应温度为150℃、反应时间为1 h、转速400 r/min,得到的果葡糖浆得率为86.18%,含58.34%的葡萄糖和27.84%的果糖。对催化剂进行物理吸附表征,发现USY具有较高的比表面积和孔隙度,通过浸渍焙烧过程能有效使硫酸通过键合作用吸附在USY表面上。对催化剂进行NH₃程序升温脱附和元素分析表征发现,催化剂的重复使用活性降低与含碳有机质沉积和催化活性中心的SO₄^2-流失有关。通过简单的焙烧（除去表面积碳）和硫酸中浸渍活化（增加SO₄^2-）的催化剂再生方法,可以有效地恢复SO₄^2-/USY的催化活性。     

固体酸催化合成棕榈酸乙酯

制备了TiO2/SO2-4、ZrO2/SO2-4、大孔磺酸树脂负载AlCl3等固体酸催化剂,考察了催化剂种类(包括所制备的固体酸和磷钨酸、硅钨酸等杂多酸)、用量、反应时间、物料摩尔比等对酯化反应的影响。选TiO2/SO2-4做催化剂,并采用正交实验技术,优化出较佳合成工艺条件,即:反应温度80℃,反应时间12h,n(棕榈酸)∶n(乙醇)=1∶9,m(催化剂)∶m(棕榈酸)=0 08∶1。棕榈酸乙酯的收率可达96 19%。     

造纸污泥基固体酸催化D-果糖转化5-羟甲基糠醛

以含有丰富金属离子的造纸污泥为原料，通过高温煅烧法制备生物炭（SBC），并与对氨基苯磺酸进行接枝，制备了一种高效碳基固体酸催化剂（S-SBC）。通过FTIR、XRD、SEM等对催化剂的组成、形貌、结构、酸负载量、比孔径及比表面积等进行表征。将该催化剂用于D-果糖转化为5-羟甲基糠醛（HMF）反应，对反应时间、反应温度、催化剂用量及溶剂种类、D-果糖质量分数等影响因素进行考察，并与用杨木为原料且采用相同方法制备的杨木炭催化剂（S-PBC）进行比较，结果表明，S-SBC的催化活性优于S-PBC。S-SBC同时含有由金属离子形成的Lewis酸位点以及—SO3H等形成的Brönsted酸位点，两种酸位点在催化D-果糖脱水制备5-羟甲基糠醛的过程中具有协同作用。S-SBC在二甲基亚砜中130 ℃下催化反应40 min， HMF收率高达95.2%。连续使用4次后，催化活性没有明显下降。     

苯甲酸直接高效合成过氧苯甲酰

以苯甲酸为原料,过氧化脲（UHP）为氧化剂,三光气（BTC）为氯化试剂,三乙胺（TEA）-咪唑复合体系为缚酸剂-催化剂,在室温条件下,以91%的产率直接得到过氧苯甲酰（BPO）。加料比例为PhCOOH：UHP：BTC：TEA：咪唑=1：0.6：0.5：5：0.05（摩尔比）。     

Bifunctional Solid Catalysts for the Selective Conversion of Fructose to 5-Hydroxymethylfurfural

Solid catalysts based on SBA-15 silica were designed for the conversion of fructose to 5-hydroxymethylfurfural (HMF). The catalysts incorporate thioether groups that may promote the tautomerization of fructose to its furanose form, as well as sulfonic acid groups to catalyze its dehydration. The materials were characterized by elemental analysis, X-ray diffraction, N₂ adsorption/desorption, and solid-state ¹³C and ²⁹Si CP/MAS NMR spectroscopy. Functional groups incorporated into mesoporous silica by co-condensation are more robust under the reaction conditions (water at 180 °C) than those grafted onto a non-porous silica. The bifunctional mesoporous catalyst achieved a selectivity for HMF of 74% at 66% fructose conversion.     

碳基固体酸催化剂的制备及其在合成对氨基苯酚中的应用

以葡萄糖为碳化原料,浓硫酸为磺化试剂,制备了碳基固体酸催化剂.采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、酸碱中和滴定和元素分析等方法对制备的催化剂进行了表征,并将该碳基固体酸应用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚(PAP)的反应中,考察了其催化重排反应性能.结果表明,所制备的碳基固体酸催化剂是一种连有-SO3H的多芳香稠...     

Synthesis of Sulfonated Carbon Nanocage and Its Performance as Solid Acid Catalyst

Abstract  

A carbon nanocage material (CKT) was first successfully sulfonated by introducing sulfophenyl groups on the surface of pore channels through benzenesulfonic acid-containing aryl radical in situ generated from the reaction of 4-aminobenzenesulfonic acid and isoamyl nitrite in water. The sulfonated carbon nanocage material (S-CKT) was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, transmission electron microscopy, powder small-angle X-ray diffraction and nitrogen sorption measurements. The results showed that the S-CKT still possess the high specific surface area (787 m²/g) and uniform mesoporous (pore diameter 4.7 nm) structures, although the structure of S-CKT is slightly disorder, compared with its unsulfonated precursor. S-CKT, as a carbon-based solid acid catalyst, showed good catalytic performance and reusability in the cross-Aldol condensation of ketones with aromatic aldehydes under solvent-free condition.     

Lactic Acid: An Efficient and Green Catalyst for the One-Pot Five-Components Synthesis of Highly Substituted Piperidines

ABSTRACT

Polyfunctionalized heterocyclic compounds have an important role in the drug discovery process and analysis of drugs in late development. Piperidines and their analogues have received attention owing to their biological activities, because of the importance of these heterocycle compounds, there is still a need to improve the ways for green synthesis of these compounds. In this study, lactic acid was applied as a green and efficient catalyst for the one-pot five-component synthesis of highly substituted piperidines from the reaction between aromatic aldehydes, aromatic amines, and b-ketoester at ambient temperature. This methodology has a number of advantages such as: use of easy access and green catalyst, short reaction times, high yields, and easy work-up (just simple filtration).     

粉煤灰复合固体酸催化合成乳酸正丁酯的研究

以乳酸和丁醇为原料,在粉煤灰复合固体酸的催化下,对合成乳酸正丁酯的工艺进行了实验研究,其优惠制备条件为:浸泡硫酸浓度为0.5mol/L,浸泡时间为6h,焙烧温度为550℃,焙烧时间为3h,优化酯化反应条件为:醇酸摩尔比为3∶1,催化剂的用量为乳酸质量的3.0%,反应时间为2h,酯化率可达98.8%。     

有序介孔炭的合成及其磺化制备固体酸

对于高酸值油脂原料,在酯交换反应制备生物柴油前需对其进行降酸处理,然而常用的H₂SO₄催化降酸法存在设备腐蚀和环境污染等问题。采用软模板法合成有序介孔炭(OMCs),利用TEM、SAXRD及N₂吸附/脱附等对其进行结构性能表征,探讨了模板剂与前驱体的质量比、热聚合时间、煅烧温度等工艺条件对OMC介孔结构的影响,获得了具有高度有序二维六方孔道结构的介孔炭,孔径3~4 nm,比表面积>600 m²/g。进而通过自由基加成法对OMC磺化制得磺化介孔炭,其介孔有序性能够得到很好的保持。合成的磺化介孔炭将作为固体酸催化剂用于后续高酸值油脂制备生物柴油的降酸过程。     

ZrOCl2催化琼脂糖制备5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸

以琼脂糖为原料,分别采用CuCl₂、NiCl₂、MnCl₂、MgCl₂、FeCl₃、AlCl₃、ZrOCl₂、SnCl₄为催化剂催化转化制备5-羟甲基糠醛（5-HMF）和乙酰丙酸（LA）,筛选适用于琼脂糖转化的优选催化剂,并对制备条件如溶剂含水量、催化剂用量、反应温度以及反应时间等影响因素进行了考察。研究结果表明：以50mg琼脂糖为原料,ZrOCl₂为催化剂,二甲基亚砜（DMSO）为反应溶剂,在1 mL DMSO/H₂O（体积比为8:2）混合溶剂中,ZrOCl₂用量为琼脂糖中单糖物质的量的10%,140℃下反应60 min,5-羟甲基糠醛（5-HMF）的得率为26.9%,乙酰丙酸（LA）的得率为24.7%。对制备机理分析表明：反应过程中琼脂糖首先水解为醛型单糖,然后在催化剂作用下醛型单糖异构化再脱水转化为5-HMF,部分5-HMF在酸的作用下进一步转化为LA。     

固体超强酸催化合成对羟基苯甲酸乙酯的研究

以固体超强酸ＳＯ４２－／ＴｉＯ２为催化剂，４Ａ分子筛作脱水剂，合成了对羟基苯甲酸乙酯。应用该方法，酯化反应产率高达８４％，同时对影响产率的诸因素进行了考察，其最佳反应条件为：醇酸摩尔比４∶１，催化剂用量９％，反应时间３ｈ，反应温度１１５～１３５℃。     

固体酸催化合成丙烯酸异冰片酯工艺条件优化

以莰烯和丙烯酸为原料,在自制固体酸催化剂的作用下合成了丙烯酸异冰片酯,研究了反应条件对产品收率的影响。在单因素实验基础上,采用响应面分析法对合成工艺条件进行了优化。实验结果表明:各因素对丙烯酸异冰片酯收率影响从大到小依次为催化剂用量,酸烯比,反应时间和反应温度;得到较好的合成工艺条件为酸烯物质的量之比为1.3,催化剂用量为15.5%(相对莰烯的质量百分比),反应温度61℃,时间7.9 h。在此条件下产品收率为81.3%,利用气相色谱-质谱(GC/MS)与核磁共振(1H NMR)对丙烯酸异冰片酯产物进行分析,结果表明产物纯度很高。