學(xué)年論文-分子篩

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1、學(xué)年論文-分子篩分子篩在有機合成屮的皿用（哈爾濱理工人學(xué)化學(xué)與壞境工程學(xué)院制藥工程系李根）摘要：分離步驟是有機合成中重要的操作z—,其中分子篩的發(fā)現(xiàn)極人地推動了有機合成的發(fā)展。本文對分子篩進行了介紹，在其基本性能的基礎(chǔ)上，重點闡述了分子篩近幾年在有機合成中的應(yīng)用和研究進展。關(guān)鍵訶：分子篩應(yīng)用進展分子篩是結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，山硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵和連而形成分子尺寸大?。ㄍǔ镺.3、2.onm）的孔道和空腔體系。由于含有電價較低而離子半徑較大的金屬離了和化合態(tài)的水，水分了在加熱后連續(xù)地失去，但品體骨架結(jié)構(gòu)不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有

2、許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來，而把比孔道人的分子排斥在外，因而能把形狀直徑人小不同的分子，極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分了分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱為分了篩。分了篩主要分為天然分子篩和合成分子篩，冃前在冶金，化工，電子，石汕化工，天然氣等工業(yè)中廣泛使用。1.分子篩1.1?分子篩特點分子篩吸濕能力極強，用于氣體的純化處理,保存時應(yīng)避免直接暴露在空氣中。存放時間較長并已經(jīng)吸濕的分子篩使用前應(yīng)進行再生。分子篩忌油和液態(tài)水。使川時應(yīng)盡量避免與油及液態(tài)水接觸。T業(yè)生產(chǎn)中

3、T?燥處理的氣體有，空氣，氫氣，氧氣，氮氣，氟氣等1.2.分子篩性能分子篩為粉末狀晶體，有金屬光澤，硬度為3?5,相對密度為2?2.8,天然沸石有顏色，合成沸石為白色，不溶于水，熱穩(wěn)定性和耐酸性隨著S102/A1203組成比的增加而提高。分了篩有很大的比表而積，達300?1000m2/g,內(nèi)品表而高度極化，為一類高效吸附劑，也是一類固體酸，表面冇很高的酸濃度與酸強度，能引起正碳離子型的催化反應(yīng)。當(dāng)組成中的金屬離子與溶液中其他離子進行交換時，可調(diào)整孔徑，改變其吸附性質(zhì)與催化性質(zhì)，從而制得不同性能的分子篩催化劑。2.分子篩的在有機合成中的應(yīng)用[3]1.催化催化過程

4、是有機化學(xué)合成中的重要工藝過程分了篩催化劑的問世，相當(dāng)于一場實驗空1V1?命。1.1.酯化反應(yīng)酸性催化劑作用下的酯化反應(yīng)較常見，特別是乙酸和各種醇在酸性分子篩上進行的酯化反應(yīng)有人量的研究。事實上，堿性分子篩催化劑對酯化反應(yīng)也有一定的活性和較好的穩(wěn)定性。以水熱法合成表面含有堿中心的介孔有機硅分子篩（PMO）催化劑，該催化劑在甲醇與十八碳烯酸的酯化反應(yīng)中有一定的反應(yīng)活性，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率長時間（＞25h）保持在34%左右。[10]酸性催化劑對該反M也有較好的催化性能，具轉(zhuǎn)化率高于堿性催化劑，但堿性催化劑經(jīng)25h反應(yīng),活性幾乎沒冇下降，而酸性催化劑只能維持6h。這是因為堿

5、性催化劑表面的積炭速率小于酸性催化劑，冃有機改性的分子篩表而和骨架屮含有疏水性的有機基因，具有更高的水熱穩(wěn)定性，因此，堿改性的PMO穩(wěn)定性高于酸改性的PMOo2.1.2.疑醛縮合反應(yīng)釋醛縮介反應(yīng)（Aldol縮介）是指含有a-氫原了的化合物，如醛、酮、竣酸和酯等在催化劑的作用下，與按慕化合物發(fā)生親核加成反應(yīng)。疑醛縮合反應(yīng)是冇機合成中增反碳鏈的重耍方法,反應(yīng)在酸性和堿性催化條件下均能進行。以硅膠和介孔分子篩為載體，利用浸漬法制備了含Mg、K或Na離子的固體堿催化劑，并川于戊醛縮合反應(yīng)。研究表明，介孔分子篩上負(fù)載4%Mg2+所得到的催化劑在210MPa和180°C的

6、反應(yīng)條件下，戊醛轉(zhuǎn)化率達88%,H標(biāo)產(chǎn)物選擇性約74%。以介孔分子篩為載體的催化劑活性特別是低溫時的活性明顯高于以硅膠為載體的催化劑。[11]2.1.3.Michael加成反應(yīng)一個親電的共軌體系和一個親核的碳負(fù)離子進行共軌加成，稱為Michael加成。典型反應(yīng)為含亞甲基有機物對a、B-不飽和鎖基化合物的加成。將堿金屬離子Li和Cs等分別負(fù)載到X型分子篩上，所制得的催化劑能催化硫醇和環(huán)烯酮的Michael加成反應(yīng)。而Li-X催化劑在13-thia-prostaglandins（前列腺索的一種）的合成中能有效抑制硫醇雙聚等副反應(yīng)，U標(biāo)產(chǎn)物收率達80%以上。[12]

7、2.2干燥由于分了篩對水具有特別高的親介力，吸水的性能很強，因此廣泛用于氣體（或液體）的干燥，是一種比較理想的干燥劑。因為分子篩性質(zhì)穩(wěn)定、不怕熱、不畏水，不受各種溶劑的侵蝕，多次再生仍保持較好的吸附性能，所以可以長期使用。H前國內(nèi)冇關(guān)工廠都已采用了分子篩干燥氣體的技術(shù)。用于稀有氣體和永久性氣體的干燥。稀有氣體和永久性氣體都是工業(yè)中常用的重要原料，這些氣體在工業(yè)中作某些特殊應(yīng)用時，常需加以深度干燥，而分子篩正是這些氣體深度干燥的優(yōu)良吸附劑，其性能遠(yuǎn)勝于其他吸附劑。在電子工業(yè)和核反應(yīng)堆中常需用超純氧和氛作還原氣和冷卻氣，為了取得這些高純氣體也多應(yīng)用分子篩吸附干燥。

8、其它，還有石油裂解氣和天然氣的干燥等等