均相多相和酶催化.ppt

31 均相催化在工业中的应用（ 6 ） ? 氧化反应 CH 3 CHO CH 3 CHO CH 3 CHO CH 3 C O CH 3 C O OO CH 3 C O OOH CH 3 C O O CH 3 C O OH H 2CH 3 COOH O 2 M 3+ M 2+ H + CH 2 =CH 2 CH 3 CHO CH 3 COOH CuCl 2 PdCl 2 醋酸锰 32 均相催化在工业中的应用（ 7 ） O 2 O + OH HNO 3 HOOC(CH 2 ) 4 COOH C 6 H 12 C 6 H 12 C 6 H 11 R RH C 6 H 11 OO C 6 H 11 O OOH OH OH - H + Co 3+ Co 2+ O O 2 H 2 O C 6 H 11 OOH C 6 H 11 OO 环烷酸钴 33 均相催化在工业中的应用（ 8 ） O + OH HOOC(CH 2 ) 4 COOH HNO 3 NO + NO 2 O 2 c C 12 H 24 c C 12 H 24 c C 12 H 22 O + c C 12 H 23 OH O 2 HNO 3 HOOC(CH 2 ) 10 COOH 3 H 2 90% 34 多相催化 (1) ? 多相催化迄今仍以固体为主； ? 一般来说，多相催化剂的比表面积很大（～ 500m 2 /g ） , 在其表面上某一 种化学反应进行的速率较高且具有选择性； ? 多相催化反应主要分为两类：酸碱催化反应和氧化 - 还原反应； ? 多相催化可分为：固体酸碱催化、金属与合金催化、氧化物催化、硫化 物氮化物和碳化物催化。 原料 催化剂 产品 工业用途 乙烯 丙烯，氨，氧 乙烯 丙烯 银，铯盐类 鉬酸铋 镉 - 钛 氧化钛，氧化锰 环氧乙烷 丙烯腈 高密度聚乙烯 聚丙烯 聚酯，织物润滑剂 塑料，纤维，橡胶 模塑制品 塑料，纤维，薄膜 利用多相催化开发的新流程 35 多相催化 (2) 反应 类别 过 程 液体酸 反应温度 / ℃ 缺 点 烷基 化 苯 + 乙烯 →乙苯 AlCl 3 ， BF 3 HF 100 ～ 200 20 腐蚀；操作条件苛刻；脱 HCl 、 RCl 困难；催化剂难 分离；废水处理； HF 有毒 酯化 邻苯二甲酸酐 + 丙烯醇 →邻苯二甲酸二丙烯酯 乙酸 + 沉香醇→乙酸里那酯 水杨酸 + 甲醇→水杨酸甲酯 浓硫酸 硫酸 对甲苯磺酸 ＞ 120 产品有色；副反应；腐蚀； 废水处理；催化剂难分离 异构 化 Beckmen 重排 : 环己酮→己 内酰胺 硫酸 发烟硫酸 100 ～ 150 生成大量的硫铵；腐蚀； 废水处理 加成 正丁烯 + 水→仲丁醇 硫酸 ～ 废水处理 脱水 / 水 解 / 酯化 丙酮合氰化氢 + 甲醇 + 水→ 甲基丙烯酸甲酯 硫酸 80 ～ 100 副产硫铵；废水处理；污 染及腐蚀；硫酸回收 液体酸为催化剂的一些重要工业催化反应 36 多相催化 (3) ? 多相催化的特点 ⑴ 利用多相催化反应可提高选择性，使副产物和废弃物减少甚至消失，以 提高 E- 因子（ 每生产 1kg 期望产品与同时产生的废物质量的比值 ）和原子利用率； ⑵ 催化反应可使合成步骤减少，反应条件温和； ⑶ 多相催化剂易于分离和再利用； ⑷ 对于气相和液相都适合，并且反应器可连续操作。 ? 固体酸催化作用 O O OH H β沸石 HY 或 H β沸石 CH 3 O O O O + CH 3 O O 37 多相催化 (4) 2,4 — 二羟基二苯酮的合成路线比较 CCl 3 CH 3 COOH OH OH OH OH O Cl 2 hv O 2 -3HCl -H 2 O cat H-Beta FeCl 3 38 多相催化 (5) ? N- 和 O- 烷基化反应 N N H N N H CH 3 H 3 C N N CH 3 N N H 3 C CH 3 OH H 型沸石 CH 3 + CH 3 NH 2 NHCH 3 OH OH + C(OCH 3 ) O KY 沸石 + CH 3 OH + CO 2 H 2 O