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本文研究了以偏三甲苯(TMB)为初始原料,在绿色无污染的氧化剂双氧水的氧化作用下,采用简单工艺,一步合成维生素E的重要中间体2,3,5-三甲基苯醌(TMBQ)的工艺过程。考察了多种固体催化剂对氧化反应的催化性能,结果表明:活性Al<,2>O<,3>对氧化反应具有较好的催化性能。
通过均匀设计法探索了以活性Al<,2>O<,3>为催化剂氧化TMB合成TMBQ的工艺条件,在最优条件:催化剂活性Al<,2>O<,3>与TMB的质量比0.67:1,醋酸与TMB的体积比8:1,双氧水与TMB的质量比3:1,电热套加热至回流温度,连续搅拌反应3h后所得TMB的转化率为69.4%,TMBQ选择性为50.3%,TMBQ产率为34.9%。分别考察了反应温度、催化剂用量、溶剂用量、反应时间、氧化剂用量、催化剂粒度及搅拌转速等因素对氧化反应的影响。
采用正交设计法探索了以树脂为催化剂氧化TMB合成TMBQ的工艺条件,在较优工艺条件:树脂与TMB的质量比0.1:1,醋酸与TMB的体积比6.67:1,双氧水与TMB的体积比4.17:1,双氧水滴加并在搅拌状态下反应4h,可得到TMBQ收率为33.1%。
通过吡啶-TPD和比表面的测定,考察了固体催化剂的物化性质,并结合TMB-TPD及实验数据对氧化反应的机理进行了研究。结果表明,催化剂的孔结构及其对TMB的吸附作用是影响反应的关键因素,另外催化剂表面的酸量对反应也有一定的影响。