RD合成催化剂及工艺优化研究开题报告

 2021-08-14 18:36:34

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

文 献 综 述1、前言橡胶防老剂rd,化学名称为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(分子式见式1),是一种性能优良的橡胶防老剂,具有成本低、应用范围广、低毒等优点,广泛应用于氯丁、丁苯、顺丁、异戊等合成橡胶和天然橡胶的多种制品中。rd的结构式如下所示。 21世纪初随着我国汽车工业和轮胎工业的迅猛发展, 我国防老剂rd进入了快速发展的轨道,防老剂的需求将日益增加,能力与产量逐年增加,2004年我国防老剂rd的生产能力达到2.35万 t/a。但是国内防老剂的供给远不能满足市场需求,尤其是在高品质的产品供给方面更是难以得到保证。因此其发展前景相当广阔,引起国内研究人员对rd研究的广泛关注。

式1. 2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体分子式2、rd合成原理目前普遍认为防老剂rd的合成过程包括两个阶段:首先是苯胺与丙酮合成单体2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的过程;其次是单体在酸催化下进行聚合的过程。从单体制备过程中生成的带一个苯胺取代基的单体的结构看,其中的苯胺分子也有可能继续与丙酮缩合生成另一个单体,从而形成二聚体。通常,缩合反应速度慢,而聚合反应速度较快,所以得到的产物是一种混合物而不是纯粹的单体。关于单体的形成过程,有两种可能的机理模型:一种是丙酮、苯胺首先直接缩合形成席夫碱,然后再进一步缩合成环,另一种是两分子丙酮首先缩合形成异亚丙基丙酮,然后异亚丙基丙酮再与苯胺缩合成环,具体反应机理如图1所示。1.两分子的丙酮在酸性条件下脱水缩合成异亚丙基丙酮,反应见反应式(2-1到2-2)。式(2-1) 式(2-2)2.在酸性条件下异亚丙基丙酮与苯胺发生亲核加成反应得到中间产物,反应见反应式(2-3到2-4)。 式(2-3)

式(2-4)3.在酸性条件下环合,中间产物脱去一个苯胺,得到rd单体2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉,反应见反应式(2-5到2-6)。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

研究问题:如今rd合成工艺普遍存在产品品质低,环境污染严重,能源消耗高等问题。因此,本课题主在优化防老剂rd现行合成工艺、采用新型催化剂来降低生产成本、提高产品质量、减轻生产过程对环境的污染。

研究途径

1.连续法合成rd的工艺路线

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