单氯代苯酐在现代产业中是重要的化工原料，物理性质一般是微黄色，在现代产业中有两个异构体一个是3-氯代苯酐，常常被用于医药、染料方面；另一个是4-氯代苯酐，在合成聚酰亚胺方面有重大应用。所以，单氯代苯酐在生产聚酰亚胺、农药、及合成染料中间体等方面均有广泛的应用。用单氯代苯酐作为原料时来制备产品时往往比同类产品生产出来的性能要好些，正因如此，单氯代苯酐的研究深受国内外学者喜爱。得益于这些优点，单氯代苯酐在航空、电子等领域也有所应用。本实验采用盐酸-双氧水替代液氯，用盐酸和双氧水的混合物作为氯源和苯酐反应，经一步氯代反应制得单氯代苯酐。本实验得出的最佳反应条件为苯酐:盐酸:双氧水 = 2:7:3( 摩尔比) ，双氧水滴加速率控制在25 mL /h左右，最佳反应时间为7 h，最佳反应温度为60℃，氯代苯酐收率达75%左右，得出的结论有待进一步验证。关键词 盐酸，双氧水，苯酐，氯化，单氯代苯酐
目 录
1 引言 1
1.1 单氯代苯酐合成工艺概括 1
1.2 芳香化合物的氧化氯化反应 3
1.3 本课题研究内容 5
2 实验部分 6
2.1 实验仪器与药品 6
2.2 分析方法 6
2.3 实验装置 6
2.4 实验内容 7
3 结果与讨论 8
3.1 反应温度对反应的影响 9
3.2 反应时间对反应的影响 10
3.2 甲苯与盐酸的摩尔比对反应 10
3.3 反应温度对反应的影响 11
3.4 H2O2用量对反应的影响 11
3.5 双氧水滴加速率对反应的影响 11
3.6 实验注意事项 12
结论 13
致谢 14
参考文献 15
1 引言
绿色化学实质上讲就是无害化学，与传统化学相比优势在于从源头控制污染，减少对环境的危害，实现真正意义上的无污染、零排放。目前，许多国家都在响应绿色化学的号召，开始注重绿色化学新技术[1]。绿色化学的出现，让世界化工产业的污染大大的减少了，给世界各个化工产区带来了福音[2]。由于单氯 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
代苯酐特殊的性质，让它在许多方面均有重大的应用。所以，单氯代苯酐的制备方法一直以来饱受国内外学者关注和重视。目前，国内外对制备单氯代苯酐已经提出十多种方法制备方法，从开始的苯酐气相氯代法，到后来提出的氯代邻二甲苯氧化法，每一种合成方法不尽相同，但都存在各自的优缺点，有的合成路线收率高，工艺也比较成熟，但存在原料消耗大，污染严重[3]。有的反应条件复杂，反应环境过于苛刻，反应步骤多导致收率不太理想。因此，从降低反应成本、减少反应步骤以及减少环境污染方面，设法研究出一些路线合适、收率合理、原料廉价易得且污染不严重的新方法。为此，本课题采用盐酸双氧水替代液氯，用盐酸和双氧水的混合物作为氯源和苯酐反应，经一步氯代反应制得单氯代苯酐，采用单因素实验法，来确定实验的最佳反应条件。
1.1 单氯代苯酐合成工艺概括
1.1.1 苯酐气相直接氯化法
苯酐气相氯代法是由Goodrich公司在1949年首先发表出来的。此方法是将邻苯二甲酸酐转换为气态，接着与氯气通入催化剂床层来制得产物，该法对催化剂要求较为严格。经过研究发现，此方法得到的产品收率不是很高，而且产物复杂，没有再进行研究下去的意义。二十世纪七十年代后期美国氰胺公司用FeCl3作为催化剂，将Cl2通入到熔融的邻苯二甲酸酐中进行氯代[4]。1994年美国西方化学公司研究出将提前加热到80℃的氯气，与邻苯二甲酸酐混合，加热到250℃后蒸发。然后通过紫外光照射，邻苯二甲酸酐被氯化生成4氯代苯酐和3氯代苯酐。在不使用催化剂的情况下，4氯代苯酐/3氯代苯酐比值最高可达11/1[5]。用该方法生产得到的单氯代苯酐，4氯代苯酐/3氯代苯酐比值不是很高，产品的纯度相对来说不错，原则上可以大规模投入生产，但该方法得到的产品收率还有待进行提升，而且此方法反应条件也过于苛刻，对设备要求很高，导致了生产造价相对较高。
1.1.2 邻二甲苯氯化氧化法
以邻二甲苯为原料制备单氯代苯酐时，根据氧化过程的不同，有两种制备方法：液相催化氧化法和气相催化氧化法。其中气相催化氧化的方法较为成熟，应用也较为广泛。沈祥瑞等[6]用一氯代邻二甲苯作为原料，用改良后的催化剂即钒一钛系表面涂层催化剂进行反应，该催化剂优点明显，比起以往的催化剂催化活性和选择性均有不错的提升。在此方法下，单氯代邻苯二甲酸酐收率提高了很多，他开发出来的改良后的催化剂在其他产品研究中也有重大的应用，对化工产业的发展有着重大的意义。洪家琏等[7]采用固定床催化氧化法，用负载于碳化硅球的氧化钒和二氧化钛作为催化剂，在该催化剂下进行反应研究，得出到的单氯代邻苯二甲酸酐收率可达到99%（质量百分比），远远高于其他方法生产出来的收率，而且粗产物中氯代苯酐的含量也相对较高，废弃物中原料的含量极少，说明对原料的利用率相当高。李淑芳等[8]采用惰性物质石英、氧化铝作为催化剂载体，在适宜条件下进行实验反应，得出单氯代苯酐的收率和纯度均达到95%以上，取得了不错的效果，但该法也有存在的缺点那就是工艺步骤多，流程复杂。
1.1.3 苯酐在氢氧化钠水溶液中氯化法
该方法采用苯酐作为原料，水为介质，先通过氢氧化钠反应得到氯代邻苯二甲酸的单钠盐，然后再通过一系列优化条件制得单氯代苯酐。周兆良等[10]用弱碱NaHCO3溶液使水解的酐生成单钠盐，通过不断调节反应液的pH值，将pH值保持在5左右，反应温度在60℃为宜，控制好反应时间，用流量计来控制氯气的流动速度，最终得出的产物中4氯代苯酐含量较大，有少量的3氯代苯酐出现，最后用精馏分离法对产物进行提纯。虽然水相氯气法操作起来不复杂且反应条件相对温和，但是和大多数液相氯化制备单氯代苯酐方法一样，存在大量废液以及对设备腐蚀损坏较大等缺点。
1.1.4 熔融氯化法
黑龙江石油化工研究院的刘传玉等[11]用TiO2、V2O5、P2O5、Sb2O3和Cs2O作为活性组分制备催化剂，把它们制成浆液，然后喷在载体上，再在高温下用空气吹扫即得本发明的催化剂，采用本发明制备的催化剂生产一氯代苯酐，一氯代苯酐的选择性为78％。

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