【正文】 圖 314 催化劑用量對 對羥基苯甲醛 選擇性的影響 78798081828384 m (催化劑) /m (對甲酚)對甲酚轉(zhuǎn)化率/% 圖 315 催化劑用量對 對甲酚 轉(zhuǎn)化率的影響 由圖 313， 314， 315 可以看出 ：隨著 催化劑 用量的增加，對羥基苯甲第三章 反應(yīng)影響因素的研究 28 醛的收率和選擇性，原料轉(zhuǎn)化率 都是先升高，但當(dāng)催化劑濃度增加到一定數(shù)值時(shí)后基本保持不變。 這說明催化劑中只有少部分起了催化作用，這與傳統(tǒng)的計(jì)量反應(yīng)不同，從一個(gè)方面說明了催 化反應(yīng)的特性。另一方面增加催化劑的使用還會使反應(yīng)成本升高，因此確定催化劑用量為對甲酚的 34%比較合適。 主副 催化劑 配比 的影響 本反應(yīng) 助 催化劑 使用醋酸銅，在相同條件下，即在對甲酚與氫氧化鈉 物質(zhì)的量 比為 1:3，對甲酚與甲醇 物質(zhì)的量 比為 1:16，反應(yīng)時(shí)間為 8h， 反應(yīng)溫度 80℃，主催化劑用量為對甲酚的 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） ， 在 其他條件不變的情況下 ，選擇不同物質(zhì)的量比的主 輔 催 化 劑n(Co(OAc)24H2O):n(Cu(OAc)2H 2O)進(jìn)行反應(yīng) ， 所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如 圖 316，317， 318 所示。 646566676869707172733 4 5 6 7n(Co(OAc) 2 ?4H 2 O):n(Cu(OAc) 2 ?H 2 O)對羥基苯甲醛收率/% 圖 316 主副催化劑配比對對羥基苯甲醛 收率的影響 第三章 反應(yīng)影響因素的研究 29 828384853 4 5 6 7n(Co(OAc) 2 ?4H 2 O):n(Cu(OAc) 2 ?H 2 O)對羥基苯甲醛選擇性/% 圖 317 主副 催化劑配比對對羥基苯甲醛 選擇性的影響 787980818283848586873 4 5 6 7n(Co(OAc) 2 ?4H 2 O):n(Cu(OAc) 2 ?H 2 O)對甲酚轉(zhuǎn)化率/% 圖 318 主副催化劑配比對 對甲酚 轉(zhuǎn)化率的影響 由圖 316， 317， 318 并結(jié)合圖 313， 314， 315 可以看出：當(dāng)催化劑與對甲酚的質(zhì)量比超過 %時(shí) ，再增加催化劑并不能提高對羥基苯甲醛的第三章 反應(yīng)影響因素的研究 30 收率和選擇性以及原料轉(zhuǎn)化率，但當(dāng)加入助催化劑后對羥基苯甲醛的收率和選擇性以及原料轉(zhuǎn)化率都明顯提高，這說明助催化劑對反應(yīng)也有重大影響。當(dāng)助催化劑用量超過 1:5（ 助催化劑 :主催化劑 ） 后， 繼續(xù)增加助催化劑產(chǎn)品收率并沒有明顯提高，此時(shí)對羥基苯甲醛的最高收率為 %。 第四章 結(jié)論 31 第四章 結(jié)論 本實(shí)驗(yàn)在參考了大量的文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，研究了以對甲酚為原料催化氧化合成對羥基苯甲醛的合成工藝。 實(shí)驗(yàn)中主要考察了 催化劑種類、溫度、原料配比和時(shí)間、溶劑，催化劑配比對產(chǎn)品收率、選擇性以及原料轉(zhuǎn)化率的影響，通過實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)分析，作圖對比得出各因素影響因素如下： ：氫氧化鈉在反應(yīng)中主要起到提供強(qiáng)堿性反應(yīng)環(huán)境和保護(hù)酚羥基的作用，通過對不同的堿量與原料配比，橫向比較 得出當(dāng)氫氧化鈉與對甲酚的摩爾比為 3:1 時(shí)反應(yīng)效果較好。 ：本文選用甲醇為反應(yīng)溶劑，甲醇與氫氧化鈉組成氫氧化鈉的甲醇溶液 ，本反應(yīng)為非均相氣液傳質(zhì)反應(yīng)，另外甲醇的用量多少還會影響反應(yīng)物的濃度，通過實(shí)驗(yàn)對比得出甲醇與對甲酚的摩爾比達(dá)到 16:1 反應(yīng)效果較好 。在反應(yīng)后的分離過程中分離的甲醇可以重復(fù)利用，在工業(yè)生產(chǎn)中可以減少生產(chǎn)成本。 ：反應(yīng)時(shí)間對反應(yīng)的影響主要體現(xiàn)在，反應(yīng)時(shí)間短反應(yīng)不充分，反應(yīng)時(shí)間過長產(chǎn)品深度氧化并伴隨大量副反應(yīng)發(fā)生，使產(chǎn)品收率降低。綜合各因素得出反應(yīng)時(shí)間控制在 8h 最 為合適。 ：本反應(yīng)由于有催化劑，因此對溫度的變化比較敏感，溫度過低沒有達(dá)到催化劑最高活性所適宜的溫度，反應(yīng)不充分；反應(yīng)溫度過高一方面加劇了醛的深度氧化，另一方面還使催化劑失活，不利于產(chǎn)品的生成，因此得出反應(yīng)溫度最好控制在 80℃左右。 5．催化劑用量的影響：本反應(yīng)為催化氧化反應(yīng)，因此催化劑在反應(yīng)過程中起著至關(guān)重要的作用， 通過比較可以看出剛開始催化劑的增加能使產(chǎn)品收率迅速提高，但到達(dá)一定量后收率幾乎不變，這說明催化劑中只有少部分起了催化作用，多用只會增加生產(chǎn)成本，因此確定催化劑用量為對甲酚的3%4%比較合適。 第四章 結(jié)論 32 6 主副催化劑配比的影響：由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出， 催化劑與對甲酚的質(zhì)量比超過 %，再增加催化劑并不能提高對羥基苯甲醛的收率和選擇性，但當(dāng)加入副催化劑后對羥基苯甲醛的收率和選擇性、都明顯提高，通過比較得出助催化劑：主催化劑 =1:5，實(shí)驗(yàn)效果較好。 綜合以上所述得出以對甲酚為原料，催化氧化對羥基苯甲醛的最佳條件為： 對甲酚：甲醇：氫氧化鈉 =1:16:3（物質(zhì)的量） 催化劑與對甲酚質(zhì)量比為 :1 乙酸鈷與乙酸銅物質(zhì)的量比為 1:5 反應(yīng)溫度為 80℃ 反應(yīng)時(shí)間為 8h 在該合成條件下對羥基苯甲 醛的收率能達(dá)到 72%。 致謝 33 謝致 本實(shí)驗(yàn)是在曹作剛 副 教授的悉心指導(dǎo)下，由 張超群 （研究生）和我共同完成的。 曹 老師和 張超群在實(shí)驗(yàn)階段及論文寫作的過程中都傾注了大量的心血，給了我很多的建議和幫助，使我 不僅從中學(xué)到了科學(xué)知識，更使我學(xué)到了嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍的治學(xué)態(tài)度；他們讓我懂得了只有一絲不茍，腳踏實(shí)地的工作和學(xué)習(xí)，才能在實(shí)驗(yàn)中有所收獲。這對我今后的學(xué)習(xí)和工作，都具有深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。在此，我 向曹 老師和 張超群 表示衷心的感謝和誠摯的祝福。 謝劉虎（研究生），魏翔，陳強(qiáng)宇 在實(shí)驗(yàn)過程中給了我不少幫 助，在此對他們表示衷心的感謝。 此外，在實(shí)驗(yàn)的過程中 有機(jī) 教研室的各位老師也都給了我無私的關(guān)懷和幫助，在此，也向他們表示衷心的感謝。 參考文獻(xiàn) 34 參考文獻(xiàn) [1] 章思規(guī) .精細(xì)有機(jī)化學(xué)品技術(shù)手冊 [M].北京： 科學(xué)出版社 ， 1991： 1129. [2] 邢其毅 ， 徐瑞秋 ， 周政 .基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué) (上冊 )[M].北京 ： 人民教育出版社 ,1980： 363. [3] 徐克勛 .精細(xì)有機(jī)化工原料及中間體手冊 [M].北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 ，1998： 3171. [4] 陳玉琴 ， 張志德 ， 馬艷 .青島科技大學(xué)學(xué)報(bào) [J]， 2022， 24(4)： 300303. [5] Daniel ， Malcolm Stratford ， Michael ,53： 17691775. [6] 呂心陽 ， 任學(xué)軍 ， 趙志林 .化學(xué)中間體 [J],2022,53(4)： 5255. [7] 薛蒙偉 ， 李小華 .羥基苯甲醛研究進(jìn)展 .南京曉莊學(xué)院學(xué)報(bào) ， 2022， 12：2327. [8] 王浩儼 ， 顧小航 ， 高永健 .化學(xué)研究 ， 1998， 9(4)： 5052. [9] 王景明 ， 東玉武 ， 孫建梅 .現(xiàn)代化工 ， 1999， 19(12)： 3234. [10] 王立新 ， 唐強(qiáng) ， 蔣耀忠 .中國醫(yī)藥工業(yè)雜志 ,1995,26(5)： 223224. [11] Wang Commun,2022(11)： 11721173. [12] Tadatsugu Catal AChemical,2022,187： 143147. [13] 佘遠(yuǎn)斌 ， 黃穎 ， 王小逸 .北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ,1999,25(3)： 114118. [14] 五田博 ， 和村昌男 ， 加藤邦興 .制鐵化學(xué)工業(yè)株式會社 .日本公開特許 ：JP62155236A. [15] 金嫯利隆 ， 阿部信紀(jì) .保土谷學(xué)工業(yè)株式會社 .日本公開特許 ：JP63208550A. [16] Edward S,Miller Jr,Steven Chemistry,June 1999： 143152. [17] 殷鋼．對甲酚催化氧化反應(yīng)及分離工藝研究進(jìn)展 [J].精細(xì)化工， 1998，參考文獻(xiàn) 35 (1)： 4043． [18] 欽傳光，丁焰．合成對羥基苯甲醛的工藝進(jìn)展 [J]． 精細(xì)化工 ， 1996，(3)， 122132. [19] 汪仁．對羥基苯甲醛合成與應(yīng) 用開發(fā) [J]． 精細(xì)化工 ， 2022， (4)： 3435． [20] 楊家祥．對羥基苯甲醛的催化氧化合成 [J]．化學(xué)世界， 1996， (12)：638639． [21] 劉長坤．鈷鈰復(fù)合氧化物在催化氧化中吸附氧的 EPR研究 [J]．波譜學(xué)雜志， 1997， (1)： 4547 [22] 劉長坤．溶膠一凝膠法制備鈰鈷復(fù)合氧化物在催化劑的研究 [J]．功能材料， 1997， (3)： 316318． [23] 劉長坤．鈷鈰復(fù)合氧化物超細(xì)微粒催化劑的制備與研究 [J]，石油學(xué)報(bào)，1997， (4)： 4347． [24] 劉長坤．不 同方法制備鈷鈰復(fù)合氧化物催化劑的性能和表征 [J]．湖北化工， 1997， (3)： 5658． [25] 楊國坤．氧化鈷 /吸附樹脂催化劑在對甲酚氧化反應(yīng)中的催化性能研究[J]．離子交換與吸附， 1990， (5)： 328332． [26] 楊國坤．氧化鈷一氧化錳 /吸附樹脂對甲酚的催化氧化的研究與結(jié)構(gòu)表征 [J]．離子交換與吸附， 1993， (5)： 402408． [27] 霍力，鄺魯生．對羥基苯甲醛的液相催化氧化合成 [J]．合成化學(xué)， 1997，(5)： 404407． [28] 崔志娛．對甲酚催化氧化制對羥基苯甲醛 [J]．天津大學(xué)學(xué)報(bào)， 1998，(6)： 783787．