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邻硝基苯甲醛是重要的精细有机化工中间体,在医药、染料等方面有着非常广泛的应用。目前,工业上主要是采用间接法来制备硝基苯甲醛,间接法反应步骤繁琐,且要用到化学氧化剂氧化,如高锰酸钾或硝酸等,环境污染严重。
论文针对现有生产邻硝基苯甲醛方法中存在的问题,在本课题组前期研究的基础上,进一步深入的研究了金属卟啉仿生催化氧气液相氧化邻硝基甲苯制取邻硝基苯甲醛方法中反应条件和催化剂对反应的影响。邻硝基甲苯的转化率、邻硝基苯甲醛的选择性和收率分别达到了67.9%、62.4%和42.4%。
针对前期研究缺少完整的转化率和选择性的数据,不利于对本反应进行系统研究的情况。对邻硝基苯甲醛的定量分析方法进行了研究,建立了通过液相色谱对反应产物定量分析的方法,该方法准确,可靠。
系统地研究了在强碱一甲醇溶液中,氢氧化钠浓度、反应时间、反应压力、反应温度、催化剂用量和原料浓度对氧气液相氧化邻硝基甲苯制备邻硝基苯甲醛的影响,发现上述反应条件对反应皆有不同程度的影响。考察了31种不同的金属卟啉催化剂在氧气液相氧化邻硝基甲苯制取邻硝基苯甲醛反应中的催化活性,发现上述催化剂对反应均有催化活性,中心金属离子、取代基的种类及取代基的取代位置对催化剂的催化活性均有不同程度的影响。在催化剂浓度为2.0×10<-6>mol/L、T=40℃、P=3.0MPa、M<,a>=5.0mol/L、原料浓度为0.2mol/L、t=3h的优化条件下,以T(o-OCH<,3>)PPZn为催化剂,邻硝基甲苯的转化率、邻硝基苯甲醛的选择性和收率分别达到67.9%、62.4%和42.4%。
对金属卟啉化合物的催化氧化活性与其量化参数之间的关系进行了研究,经多元线性回归分析,发现锰卟啉催化剂的催化氧化活性与其分子前线轨道能量有很好的相关性,建立了其结构与活性的定量关系,并找到影响金属卟啉催化剂催化活性的主要因素。