金属卟啉仿生催化制备环氧丙烷

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2016.02.026

化工进展 ›› 2016, Vol. 35 ›› Issue (02): 519-523.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.02.026

金属卟啉仿生催化制备环氧丙烷

赵付强, 田恒水

华东理工大学化工学院, 上海 200237

收稿日期:2015-05-08 修回日期:2015-06-03 出版日期:2016-02-05 发布日期:2016-02-05
通讯作者: 田恒水,教授,博士生导师。E-mail:hstian@ecust.edu.cn。
作者简介:赵付强(1988-),男,硕士研究生。E-mail:zhaofuqiang1002@sina.com。

Synthesis of propylene oxide catalyzed by metal porphyrin

ZHAO Fuqiang, TIAN Hengshui

School of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

Received:2015-05-08 Revised:2015-06-03 Online:2016-02-05 Published:2016-02-05

摘要/Abstract

摘要： 制备了四苯基卟啉、四-4-甲氧基苯基卟啉、四-4-氟苯基卟啉及3种卟啉相对应的钴、锰、铁金属卟啉,并利用Cary紫外可见分光光度计(UV-vis)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对金属卟啉进行了表征;以制备的不同金属卟啉为催化剂,丙烯为原料,氧气为氧化剂,仿生催化丙烯氧化合成环氧丙烷。考察了金属卟啉催化剂类型、金属卟啉催化剂浓度、反应压力、反应温度、反应时间对反应的影响,结果发现上述因素对反应收率、转化率、选择性均有显著影响,且都有一个最佳值,获得的最优化反应条件为:选取四-4-氟苯基铁卟啉为催化剂,催化剂浓度为1.35×10^-5mol/L,反应压力1.75MPa,反应温度100℃,反应时间为2h。在最优化的反应条件下,环氧丙烷的收率达到了40.38%,丙烯转化率达到了47.09%,环氧丙烷选择性达到了85.75%。

关键词: 金属卟啉, 催化作用, 氧化, 环氧丙烷合成

Abstract: Tetra-phenyl porphyrin,tetra-methoxy-phenyl porphyrin,tetra-fluoro-phenyl porphyrin and their Co,Mn,Fe metal porphyrin were synthesized and characterized by ultraviolet-visible light spectrometry and Fourier transform infrared spectrometry. The catalytic oxidation of propylene into propylene oxide in molecular oxygen were catalyzed by the synthesized metal porphyrin. The effect of metal porphyrin catalyst type,metal porphyrin catalyst concentration,the reaction pressure,the reaction temperature and reaction time were investigated. All parameters exhibited significantly influence on the reaction yield,reaction conversion,reaction selectivity and they all have respective optimal values. The optimum reaction conditions obtained were as follows:selecting p-FTPPFeCl as the catalyst with a concentration of 1.35×10^-5mol/L,reaction pressure of 1.75MPa,reaction temperature of 100℃,and reaction time of 2h. Then the propylene oxide yield reached 40.38%,the propylene conversion reached 47.09%,and the propylene oxide selectivity reached 85.75%.

Key words: metal porphyrin, catalysis, oxidation, proplyene oxide synthesis

中图分类号:

TQ231

赵付强, 田恒水. 金属卟啉仿生催化制备环氧丙烷[J]. 化工进展, 2016, 35(02): 519-523.

ZHAO Fuqiang, TIAN Hengshui. Synthesis of propylene oxide catalyzed by metal porphyrin[J]. Chemical Industry and Engineering Progree, 2016, 35(02): 519-523.

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金属卟啉仿生催化制备环氧丙烷

Synthesis of propylene oxide catalyzed by metal porphyrin

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