一种 1, 3- 二氧戊环类化合物的制备方法 技术领域 本发明涉及催化剂应用技术领域, 具体涉及以含芳烃磺酸锌的介孔材料为催化剂 在制备 1, 3- 二氧戊环类化合物的应用。
背景技术 1, 3- 二氧戊环类化合物的制备方法, 按反应物分类, 一般有两种 : 第一, 以邻二醇 类化合物和含羰基的化合物 ( 醛或酮 ) 为反应物, 反应生成 1, 3- 二氧戊环类化合物和水 ; 第二, 环氧化合物与醛或酮反应生成 1, 3- 二氧戊环类化合物。在有机合成领域, 第一种方 法常用于邻二羟基或羰基官能团的保护和邻二醇类化合物的气相色谱分析 ; 第二种方法文 献报道的较少, 其中具有潜在工业应用价值的实例是在催化剂作用下环氧乙烷和丙酮反应 制备 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环, 然后水解 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环制备乙二醇。文 献报道的第二种方法实例如下 :
美国化学会期刊文献 (J.Org.Chem.1978, 43, 438 ~ 440) 报道了在无水硫酸铜催 化剂作用下环氧化合物 (II) 与丙酮反应制备 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环衍生物。但该方 1 4 法对于结构通式为 (II) 式的环氧化合物, 当 R 至 R 基团中有 1 个或 2 个基团是烷基、 其 余为氢原子时, 所述环氧化合物与丙酮反应的转化率低 (5 ~ 50% ), 并且反应需使用大量 的丙酮 ( 丙酮与环氧化合物摩尔比大于 16) 和催化剂 ( 催化剂与环氧化合物摩尔比高达 40% )。
制备 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环在乙二醇生产工艺中有应用价值。现有乙二 醇生产工艺的主要缺点是水和环氧乙烷质量比高 ( 约 10 ∶ 1), 同时乙二醇选择性偏低, 流程长, 能耗大, 生产中大量的能量用于蒸发产品中的水分。为了解决环氧乙烷水解制乙 二醇生产中节约能源及降低设备投资问题, 在降低水的用量的同时又减少副产物二甘醇 (diethyleneglycol), 专利文献 EP0448157B1 报道了环氧乙烷先与丙酮反应生成 2, 2- 二甲 基 -1, 3- 二氧戊环, 然后水解 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环制备乙二醇。环氧乙烷与丙酮的 反应所使用的催化剂是固体酸催化剂 (solid acid catalysts), 采用酸活化的粘土 (acid activated clays)。当用 K10( 一种酸活化的粘土 ) 作催化剂, 并且环氧乙烷与丙酮的投料 摩尔比为 1 ∶ 3.8 时, 环氧乙烷除转化为 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环外, 产物液有副产物 乙二醇、 二甘醇 (diethyleneglycol) 和 1, 4- 二氧杂环己烷。气相色谱分析反应产物液成 分: 副产物质量总含量 0.4%。
发明内容 本发明要解决的技术问题是 : 针对现有技术的不足, 本发明目的是提供一种 1, 3- 二氧戊环类化合物的制备方法, 使得催化剂易与液相或气相的反应物和产物分离, 催化 效率高, 选择性好, 在反复使用后依旧保持较好的催化性能, 并且该催化剂对环境污染较 少。
本发明的技术方案是 :
一种 1, 3- 二氧戊环类化合物的制备方法, 以结构通式为 (II) 式的环氧化合物为第一种原料,第二种原料为 : 通式为 R5COR6 的醛、 或通式为 R5COR6 酮 ;
以一种含芳烃磺酸锌的介孔材料为催化剂, 所述第一种原料与所述第二种原料发 生反应, 生成结构通式为 (I) 的 1, 3- 二氧戊环类化合物 ;
(I) 在结构通式 (I)、 (II) 中 :R1、 R2、 R 3、 R4 均选自下列中的一种 : 氢原子、 直链的 C1 ~ C20 烷基、 支链的 C3 ~ C20 烷基、 C3 ~ C20 环烷基、 C4 ~ C20 烷基环烷基、 C4 ~ C20 环烷基烷基、 C6 ~ C20 芳基、 C7 ~ C20 烷 1 2 3 4 芳基和 C7 ~ C20 芳烷基 ; R、 R、 R、 R 基团彼此相同或不同 ; 1 2 3 4
当R、 R、 R、 R 中至少有两个不是氢原子时, 任选地, R 1、 R2、 R3、 R4 中不是氢原子的 任意两个基团彼此键接在一起成环 ;
R5、 R6 均选自下列中的一种 : 氢原子、 直链的 C1 ~ C20 烷基、 支链的 C3 ~ C20 烷基、 C3 ~ C20 环烷基、 C4 ~ C20 烷基环烷基、 C4 ~ C20 环烷基烷基、 C6 ~ C20 芳基、 C7 ~ C20 烷芳基 5 6 和 C7 ~ C20 芳烷基 ; R 与 R 彼此相同或不同 ; 5 6
当R、 R 都是烃基时, 任选地, R5 和 R6 基团键接在一起成环 ;
所述一种含芳烃磺酸锌的介孔材料催化剂的特征是在 SBA-15 介孔材料的外表面 和 / 或内孔壁接枝芳烃磺酸锌基团。
优选的第 2 种技术方案是 :
在结构通式 (I)、 (II) 中, 1 2 3 4
R、 R、 R、 R 均选自下列中的一种 : 氢原子、 直链的 C1 ~ C8 烷基、 支链的 C1 ~ C8 烷 基、 C3 ~ C9 环烷基、 C4 ~ C9 烷基环烷基、 C4 ~ C9 环烷基烷基、 C6 ~ C10 芳基、 C7 ~ C10 烷芳 1 2 3 4 基和 C7 ~ C10 芳烷基 ; R、 R、 R、 R 相同或不同 ; 5 6
R、 R 均选自下列中的一种 : 氢原子、 甲基、 乙基、 丙基和苯基 ; 任选地, R5、 R6 均选 自下列中的一种 : 二亚甲基和三亚甲基, 并且键接在一起成环 ; R5 与 R6 相同或不同 ;所述一种含芳烃磺酸锌的介孔材料催化剂的特征是在 SBA-15 介孔材料的外表面 和 / 或内孔壁接枝乙基苯基磺酸锌基团, 该含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料 ( 表达式定 义为 :
) 的制备方法包括以下步骤 :第 1 步, 将三嵌段共聚物聚氧化乙烯 - 聚氧化丙烯 - 聚氧化乙烯, 加入到盐酸水溶 液中, 按摩尔投料比,
三嵌段共聚物聚氧化乙烯 - 聚氧化丙烯 - 聚氧化乙烯∶水∶氯化氢= 1 ∶ 9000 ~ 15000 ∶ 100 ~ 500,
在 25℃~ 60℃温度下搅拌至溶解 ;
第 2 步, 在上一步所得溶液中加入正硅酸乙酯, 在 25℃~ 60℃温度下搅拌 25 分钟 以上 ; 再加入 2-(4- 氯磺酰苯基 ) 乙基三甲氧基硅烷, 在 25℃~ 60℃温度下搅拌 10 小时以 上; 按摩尔投料比,
三嵌段共聚物聚氧化乙烯 - 聚氧化丙烯 - 聚氧化乙烯∶正硅酸乙酯∶ 2-(4- 氯磺 酰苯基 ) 乙基三甲氧基硅烷= 1 ∶ 20 ~ 100 ∶ 2 ~ 10 ;
第 3 步, 将上步所得溶液置于密闭反应容器中, 在 90℃~ 150℃温度下晶化 10 小 时~ 40 小时 ; 第 4 步, 将晶化后产物过滤、 洗涤、 干燥, 得到介孔材料原粉 ;
第 5 步, 将 所 得 介 孔 材 料 原 粉 用 乙 醇 在 90 ℃ ~ 120 ℃ 温 度 下 洗 涤 10 小 时 ~ 40 小 时, 脱 除 模 版 剂, 得到含乙基苯基磺酸基团的介孔材料 ( 表达式定义为
);
第 6 步, 将上步所得的含乙基苯基磺酸基团的介孔材料 ( 表达式定义为 ) 与丙酮、 三氟甲磺酸锌共同放入密闭反应容器中, 按质量投料比,
含乙基苯基磺酸基的介孔材料∶丙酮∶三氟甲磺酸锌= 1 ∶ 1 ~ 12 ∶ 0.1 ~ 16, 在 25℃~ 150℃条件下搅拌 1 小时~ 72 小时 ; 第 7 步, 将产物冷却至室温, 分离后, 得到所述的含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材 )。料固体产物 ( 表达式定义为
优选的第 3 种技术方案是 : 在第 2 种技术方案基础上,
在结构通式 (I)、 (II) 中 : R1、 R2、 R3、 R4 均选自下列中的一种 : 氢原子、 甲基和乙基 ; 1 2 3 4 R、 R、 R、 R 相同或不同 ;
任选地, 在结构通式 (I)、 (II) 中, R1、 R3 均是 : 氢原子 ; R2、 R4 均是 1, 2- 亚乙基, 并 2 4 且 R 和 R 基团键接在一起成六元环 ;
R5、 R6 均选自下列中的一种 : 氢原子、 甲基、 乙基、 丙基和苯基 ; 5 6
或者 R 、 R 均选自下列中的一种 : 二亚甲基和三亚甲基, 并且键接在一起成环 ; 5 6
R 与 R 相同或不同 ;
用所述的含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料为反应催化剂, 其制备方法特征 是: 在根据权利要求 2 所述的制备含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料方法第 1 步, 所述 的三嵌段共聚物聚氧化乙烯 - 聚氧化丙烯 - 聚氧化乙烯是 : 在美国化学文摘的登记号为 9003-11-6 的物质, 其平均分子量 Mn = 5800 ;
在所述反应中,按摩尔比, 第一种原料∶第二种原料= 1 ∶ 0.1 ~ 10,
按 质 量 比, 第一种原料∶所述的含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料= 1 ∶ 0.001 ~ 0.7 ;
反应温度 : -20℃~ 150℃ ;
反应压力 : 常压~ 2MPa。
优选的第 4 种技术方案是 : 在第 3 种技术方案基础上,
在结构通式 (I)、 (II) 中 : R1、 R2、 R3、 R4 均选自下列中的一种 : 氢原子、 甲基和乙基 ; 1 2 3 4 R、 R、 R、 R 相同或不同。
优选的第 5 种技术方案是 : 在第 4 种技术方案基础上, 5 6
在结构通式 (I) 中, R、 R 均是 : 甲基。
优选的第 6 种技术方案是 : 在第 4 种技术方案基础上, 5 6
在结构通式 (I) 中, R、 R 基团分别是 : 氢原子、 苯基。
优选的第 7 种技术方案是 : 在第 4 种技术方案基础上,
在结构通式 (I)、 (II) 中 : R1、 R2、 R3、 R4 均是 : 氢原子。
优选的第 8 种技术方案是 : 在第 4 至 6 之一技术方案基础上,
在结构通式 (I)、 (II) 中, R1、 R2、 R3 均是 : 氢原子 ; R4 是 : 甲基或乙基。
优选的第 9 种技术方案是 : 在第 3 种技术方案基础上,
在结构通式 (I)、 (II) 中, R1、 R3 均是 : 氢原子 ; R2、 R4 均是 1, 2- 亚乙基, 并且 R2 和 R4 基团键接在一起成六元环。
优选的第 10 种技术方案是 : 在第 4 种技术方案基础上, 1
在结构通式 (I)、 (II) 中 : R、 R2、 R3、 R4 均是 : 氢原子 ; 5 6
在结构通式 (I) 中, R、 R 基团分别是 : 甲基、 乙基 ; 或者 R5、 R6 基团分别是 : 二亚甲 基、 三亚甲基, 并且键接在一起成六元环。
优选的第 11 种技术方案是 : 在第 5 种技术方案基础上,
所述第一种原料为环氧乙烷, 在含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料催化下, 与所 述第二种原料丙酮发生反应, 生成 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环,
按摩尔比, 环氧乙烷∶丙酮= 1 ∶ 1 ~ 10,
按质量投料比,
环氧乙烷∶含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料= 1 ∶ 0.001 ~ 0.5。
在投料过程中增加丙酮和含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料的投料量有利于提 高环氧乙烷的转化率, 增加丙酮的投料量有利于提高环氧乙烷生成的 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二 氧戊环的选择性。
优选的第 12 种优选技术方案是 : 在第 10 种技术方案基础上,
所述第一种原料为环氧乙烷, 在含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料催化下, 与所 述第二种原料丁酮发生反应, 生成 2- 甲基 -2- 乙基 -1, 3- 二氧戊环,
按摩尔比, 环氧乙烷∶丁酮= 1 ∶ 1 ~ 4。
在投料过程中增加丁酮和含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料的投料量有利于提 高环氧乙烷的转化率, 增加丁酮的投料量和降低反应物混合时的温度有利于提高环氧乙烷 生成的 2- 甲基 -2- 乙基 -1, 3- 二氧戊环的选择性。优选的第 13 种优选技术方案是 : 在第 6 种技术方案基础上,
所述第一种原料为 1, 2- 环氧丙烷, 在含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料催化下, 与所述第二种原料苯甲醛发生反应, 生成 2- 苯基 -4- 甲基 -1, 3- 二氧戊环, 按摩尔比,
1, 2- 环氧丙烷∶苯甲醛= 1 ∶ 1 ~ 4。
在投料过程中增加苯甲醛和含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料的投料量有利于 提高 1, 2- 环氧丙烷的转化率, 增加苯甲醛的投料量、 尽量避免空气或氧气的接触有利于提 高 1, 2- 环氧丙烷生成的 2- 苯基 -4- 甲基 -1, 3- 二氧戊环的选择性。
优选的第 14 种技术方案是 : 在第 11 种技术方案基础上,
第 1 步, 在反应器中加入环氧乙烷和丙酮, 并加入含乙基苯基磺酸锌基团的介孔 材料作为催化剂, 按质量投料比,
环氧乙烷∶丙酮∶催化剂= 1 ∶ 1 ~ 4 ∶ 0.01 ~ 0.3,
第 2 步, 在加热条件下搅拌反应 0.1 小时~ 72 小时, 冷却至室温后, 离心固液分 离;
第 3 步, 将得到的液相产物精馏分离, 得到产物 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环。精 馏分离采用常规公知技术。 优选的第 15 种技术方案是 : 在第 14 种技术方案基础上,
对第 2 步离心分离得到的固相产物, 在 25℃~ 200℃温度下真空干燥 1 小时~ 24 小时, 得到回收的催化剂, 回收的催化剂再按第 14 种技术方案所述的方法制备 2, 2- 二甲 基 -1, 3- 二氧戊环。
利用本发明制备的催化剂 SBA(-Ar-SO3)2Zn 对环氧乙烷和丙酮进行了催化反应, 反应结束后, 根据气象色谱分析丙酮的含量为 61.7%, 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环含量为 25.2%, 回收再利用后丙酮的含量为 71.1%, 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环含量为 11.7%, 二 次催化反应后催化剂 SBA-Ar-(SO3)2Zn 依旧保持介孔材料 SBA-15 特有的有序的六方孔道结 构 ( 见图 1 和图 2)。经反应物投料比等反应条件优化后, 反应物环氧乙烷生成 2, 2- 二甲 基 -1, 3- 二氧戊环的选择性大于 99.9% ( 参见实施例 4)。
未加任何催化剂的反应结束后根据气象色谱分析丙酮含量为 95.1%, 2, 2- 二甲 基 -1, 3- 二氧戊环含量为 3.6%。
本 发 明 提 供 了 一 种 含 芳 烃 磺 酸 锌 的 介 孔 材 料 催 化 剂 的 新 用 途, 特
别 是催 化 剂 的 用 途。 利 用 该 介 孔 材 料 作为催化剂, 催化丙酮与环氧乙烷反应, 得到从环氧乙烷制备石化产品乙二醇新工艺的重要中间体 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环。 也可以更广泛地应用 5 6 于催化通式为 R COR 的醛 ( 或酮 ) 类化合物与结构通式为 (II) 式的环氧化合物反应, 生成 结构通式为 (I) 的 1, 3- 二氧戊环类化合物。 通式为 (I) 的 1, 3- 二氧戊环类化合物是重要化 工产品, 某些 1, 3- 二氧戊环类化合物工业上可以作为溶剂取代工业常用的溶剂如二氯甲 烷, 二氯乙烷和丁酮等, 亦可以作为聚合物的溶剂 (Kirk-OthmerEncydopedia of Chemical Technology, John Wllley, Sons, Now Pork, Vol.12 : 695-714)。本发明的使用一种含芳烃 磺酸锌的介孔材料 为催化剂制备 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊 环等 1, 3- 二氧戊环类化合物的方法, 解决现有技术硫酸铜催化剂催化效果差和用 K10( 一种酸活化的粘土 ) 作催化剂具有腐蚀性的问题。催化剂为固相, 易与液相或气相的反应物和产物分离, 在反复使用后依旧保持较好的催化性能, 并且 该催化剂对环境污染较少。
本发明的有益效果是 :
应用介孔材料作为催化剂, 催化丙酮与环氧乙烷反应, 得到从环氧乙烷制备石化产品乙二醇新工艺的重要中间体 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊 环。 该催化反应具有较高的选择性, 同时在反应过程中几乎没有副反应出现, 产品纯度非常 高, 除此之外催化剂在反复使用后依旧保持较好的催化性能, 并且该催化剂对环境污染较 5 6 少。也可以更广泛地应用于催化通式为 R COR 的醛 ( 或酮 ) 类化合物与结构通式为 (II) 式的环氧化合物反应, 生成结构通式为 (I) 的 1, 3- 二氧戊环类化合物。 附图说明
图 1 是 和 的结构对比图。 图 2 是 和 图 3 是 SBA-15、 的 Si CP/MAS NMR 谱图。29与 二 次 与 二 次 催 催本 化 本 化发 反 发 反明 应 明 应使 后 使 后用 的 用 的的
的的孔结构示意图 ( 透射电镜 TEM)。
与 本 发 明 使 用 的 与 与 的 x 射线能谱分析结果图。 本 本 发 发 明 明 使 使 用 用 的 的
图 4 是 图 5 是二次催化反应前后的微观形貌图。
具体实施方式
下列实施例的各种物质的含量, 是根据气相色谱 - 质谱联用分析的结果计算而 得。
实施例 1 制备含乙基苯基磺酸锌基团的介孔材料
第 1 步, 将 4.0 克 P123( 在美国化学文摘的登记号为 9003-11-6 的物质, 其平均分 子量 Mn = 5800) 加入到 2 当量 (2N) 的 120ml 盐酸和 6ml 水的溶液中, 在 40℃搅拌至 P123 完全溶解 ;
第 2 步, 再将 8.2ml 正硅酸乙酯加入到上述溶液中, 在 40℃搅拌 45 分钟, 再加入 1.3 克 2-(4- 氯磺酰苯基 ) 乙基三甲氧基硅烷, 在 40℃搅拌 24 小时 ;
第 3 步, 将所得溶液转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中, 在 100℃晶化 24 小时 ;
第 4 步, 经过过滤、 洗涤、 干燥后得到原粉介孔材料 ;
第 5 步, 将原粉介孔材料用乙醇在回流条件下洗涤 24 小时, 脱除模版剂, 得到骨架中含乙基苯基磺酸基的介孔材料 ;
第 6 步, 将 1g 上述含乙基苯基磺酸基的介孔材料在 150℃下真空干燥 6 小时, 冷却 至室温后, 再将 15ml 丙酮以及 1g 三氟甲磺酸锌一起放入 100ml 聚四氟乙烯内衬的反应釜 中, 封闭反应釜, 在 55℃条件下搅拌 24 小时 ;
第 7 步, 冷却至室温后, 离心分离过滤液体后得到固体产物, 将其在 150℃真空干 燥 4 小时以去除杂质。得到产品
图 (1)a 为的 XRD 谱图, 图 (1)b 为 后 的 以 及的 XRD 谱 图, 图 (1)c 为 二 次 催 化 反 应 的 XRD 谱 图。 由 上 述 三 个 谱 图 可 知, 具 有 介 孔材 料 SBA-15 所 特 有 的 二 维 有 序 的 六 方 孔 道 结 构, 而在进行两次催化反应后 的有序介孔结构依旧保持不变。
实施例 2 : 制备 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环 称取 1 克介孔材料 再称取 11.6 克丙酮、 4.4 克环氧乙烷依次放入 100ml 聚四氟乙烯内衬的反应釜中, 在 75℃加热条件下搅拌 4 小时, 冷却 至室温后, 离心分离。利用气相色谱分析反应产物液成分, 丙酮含量为 61.7%, 2, 2- 二甲 基 -1, 3- 二氧戊环含量为 25.2%, 反应物环氧乙烷生成 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环的选择 性 90.8%。固体催化剂介孔材料 在 150℃下真空干燥 6 小 时, 冷却至室温后, 回收后再利用。
实施例 3 : 用回收的催化剂制备 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环
将实施例 2 回收利用的 1 克介孔材料再称取11.6 克丙酮、 4.4 克环氧乙烷依次放入 100ml 聚四氟乙烯内衬的反应釜中, 在 75℃加热条件 下搅拌 4 小时, 冷却至室温后, 离心分离。利用气相色谱分析反应产物液成分, 丙酮含量为 71.1%, 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环含量为 11.7%, 反应物环氧乙烷生成 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环的选择性 91.0%。
实施例 4 : 优选的方法制备 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环 称取 1.2 克介孔材料 再称取 21.2 克丙酮、 4.4 克环氧乙烷依次放入 100ml 聚四氟乙烯内衬的反应釜中, 在 75℃加热条件下搅拌 8 小时, 冷 却至室温后, 离心分离。利用气相色谱分析反应产物液成分, 丙酮含量为 68.6%, 2, 2- 二甲 基 -1, 3- 二氧戊环含量为 23.2%, 反应物环氧乙烷生成 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环的选择 性大于 99.9%。
对比例 1 :
称取 11.6 克丙酮、 4.4 克环氧乙烷依次放入 100ml 聚四氟乙烯内衬的反应釜中, 在 75℃加热条件下搅拌 4 小时, 冷却至室温后, 利用气相色谱分析反应产物液成分, 丙酮含量 为 95.1%, 2, 2- 二甲基 -1, 3- 二氧戊环含量为 3.6%。
实施例 5 : 制备 2- 苯基 -4- 甲基 -1, 3- 二氧戊环
称取 0.6 克介孔材料12再称取 8.1 克苯甲醛、 2.克环氧丙烷依次放入 100ml 聚四氟乙烯内衬的反应釜中, 在 65℃加热条件下搅拌 4 小时, 冷 却至室温后, 离心分离。利用气相色谱分析反应产物液成分, 苯甲醛含量为 85.59%, 2- 苯 基 -4- 甲基 -1, 3- 二氧戊环含量为 14.41%, 反应物环氧丙烷生成 2- 苯基 -4- 甲基 -1, 3- 二 氧戊环的选择性大于 99.9%。
实施例 6 : 制备 2, 2- 二甲基 -4- 乙基 -1, 3- 二氧戊环
称取 0.6 克介孔材料再称取 2.9 克丙酮和 0.9 克1, 2- 环氧丁烷, 依次放入 100ml 聚四氟乙烯内衬的反应釜中, 在 65℃加热条件下搅拌 4 小 时, 冷却至室温后, 离心分离。 利用气相色谱分析反应产物液成分, 2, 2- 二甲基 -4- 乙基 -1, 3- 二氧戊环含量为 74.25%, 反应物 1, 2- 环氧丁烷生成 2, 2- 二甲基 -4- 乙基 -1, 3- 二氧 戊环含量的选择性 89.6%。
图1是与本发明的 的 XRD 的 XRD 谱 图, 图 (1)c 为 二 次 催 化 反 应 的 XRD 谱图。由 XRD 谱图出现的小角度谱峰可知, 以及二次催化反应前后的 依 与 本 发 明 的在二次催化反应前后的结构对比图。其中图 (1)a 为 谱 图, 图 (1)b 为 后的旧保持介孔材料 SBA-15 所特有的二维有序的六方孔道结构。
图2是的二次催化反应前后孔结构示意图(透射电 镜 TEM)。 其 中 图 (2)a 为 图 (2)b 为 以
的 孔 结 构 示 意 图, 的 孔 结 构 示 意 图, 图 (2)c 为 二 次 催 化 反 应 后 的 孔 结 构 示 意 图。 由 图 可 知, 二次催化反应的前后依旧保 与 本 发 明 的持介孔材料 SBA-15 所特有的二维有序的六方孔道结构, 这个结果与 XRD 的结果一致。 图 3 是 SBA-15、 的 29Si CP/MAS NMR 谱 图。 其 中 图 (3)a 为 SBA-15 的29Si CP/MAS NMR 谱 图, 图 (3)b 为 与2 3的 29SiCP/MAS NMR 谱 图, 的 29Si CP/MASNMR 谱 图。 由 谱 图 可 以 看 出, 的29图 (3)c 为Si CP/MAS NMR谱 图 中, (SiO)2Si(OH)2(Q 位 置 )、 (SiO)3Si(OH)(Q 位 置 ) 和 (SiO)4Si(Q4 位 置 ) 三 种连接骨架 Si 的出峰位置与 SBA-15 的吻合。与 SBA-15 相比, 除了上述三个峰之外, 以及 的 29Si CP/MASNMR 谱 图 分别在 55ppm 和 60ppm 处均出现新峰, 这两个新出现的谱峰可归属于 Tm(Tm = RSi(OSi) m (OH)3-m, m = 1-3 ; T2 在 δ = -55 和 T3 在 δ = -60ppm)。 这 两 个 新 出 现 的 谱 峰 表 明
基 团 成 功 接 枝 在 SBA-15 的 骨 架 上, 且进行离子交换反应后 骨架结构依旧保持不变。 图4是 与本发明的13二101993430 A CN 101993433说明书9/9 页次催化反应前后的微观形貌图 ( 扫描电镜 SEM)。 其中图 (4)a 为 的 微 观 形 貌 图,图 (4)b 为 c为 和 貌与文献报道的结果相一致。
的 微 观 形 貌 图,图 (4) 二 次 催 化 反 应 后 的 微 观 形 貌 图。 由 图 可 知, 二次催化反应前后微观形 与本发明的 的 在进行离子交换图5是x 射线能谱分析结果图。x 射线能谱分析显示 反应后, 骨架中已含有锌离子。