甲苯选择性合成对氯甲苯的研究-化学工程专业毕业论文.docx

SynthesisofP-chlorotoluenebySelectiveChlorinationfromTolueneAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor:ChemicalEngineeringCandidate:YangZhouSupervisor: Institute of TechnologyWuhan,Hubei430073,。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:20 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定,即:我校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研究生处可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保 密Ο,在 年解密后适用本授权书。本论文属于不保密√。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名:杨洲 指导教师签名:袁华20 年 月 日 20 年 月 日摘要摘 要对氯甲苯(para-Chlorotoluene,PCT)是重要的有机合成原料,广泛用于医药、农药、染料等的合成以及橡胶、合成树脂等合成材料的溶剂,市场需求逐年增长。对氯甲苯的合成方法包括甲苯重氮化法和甲苯直接氯化法。现行工业生产方法基本上采用甲苯直接氯化法,即以氯气为氯源,以路易斯酸为催化剂来实现苯环的氯代,产物以邻氯甲苯为主,对氯甲苯产量并不高,而对氯甲苯的市场需求量远远大于邻氯甲苯。因此如何提高甲苯环氯化过程中对位产物的含量成为甲苯直接氯化法研究开发的关键技术之一,其重点是氯源和催化剂的选择。本论文采用甲苯氧化氯化法合成对氯甲苯。和传统以氯气为氯源的甲苯直接氯化法不同,氧化氯化法采用氯化氢或金属氯化物作为氯源。该方法优点在于原子利用率高、氯源使用储运安全、操作环境友好。研究工作包括以下两个部分:(1)以金属氯化物作为氯源,分别以铋酸钠和过硫酸氢钾复合盐两种无机盐作为氧化剂,对甲苯进行氧化氯化反应制备氯代甲苯。这部分工作系统研究了氯化物种类、物料比、温度、时间、溶剂等因素对反应的影响。在优化条件下,NaBiO3/ZnCl2/AcOH体系甲苯转化率可达85%,其中氯代甲苯对位:邻位=3:2;Oxone/KCl/体系甲苯的转化率达100%,其中氯代甲苯对位:邻位=7:3。(2)以盐酸为氯源,双氧水为氧化剂对甲苯进行氧化氯化反应制备氯代甲苯。这部分工作分别考察了在无催化剂、L型沸石分子筛作为催化剂条件下反应物料比、反应温度、反应时间等因素对甲苯环氯化反应的影响,结果表明在无催化剂条件下,盐酸-双氧水体系能够实现高效的氧化氯化,但对位产物选择性不高;使用L型沸石分子筛催化剂、1,2-二氯乙烷为溶剂,采用盐酸-双氧水体系对甲苯进行氧化氯化,甲苯的转化率可达96%,其中氯代甲苯对位:邻位=1:1。和传统氯化法相比,对位产物选择性得到显著提升。上述研究结果和结论为开发一条对位产物选择性较高的甲苯氯化工艺打下了基础。关键词:甲苯;氧化氯化;选择氯化;对氯甲苯I武汉工程大学硕士学位论文IIAbstractAbstractPara-Chlorotoluene(abbreviatedasPCT)anicsyntheticrawmaterial,widelyusedinpharmaceuticals,pesticides,anicsynthesisintermediatesandrubber,-,,theselectivityforp-chlorotoluenewasratherlowandalargeamountofo-chloro