固体超强酸的研究进展及其在酯化反应中的应用

高等有机化学课程论文 固体超强酸的探讨进展及其在酯化反应中的应用 学 院 化学与化工学院 年 级 2011级 专 业 分 析 化 学 方 向 现 代 分 析 技 术 学 号 2011021139 姓 名 张 艳 导 师 牟 兰 教 授 2012年 1月 15日 2 目 录 摘 要1 ABSTRACT1 0 引 言2 1 超酸概述2 1.1 超酸的酸度表示[4]2 1.2 超酸的类型及特性[5]3 2 固体超酸的分类及其探讨进展3 2.1 含卤素的固体超强酸4 2.2. SO2 -4 / WxOy 型固体超强酸4 2.3 杂多酸固体超强酸5 2.4无机盐复配而成的固体超强酸5 2.5 负载金属氧化物的固体超强酸5 2.6 沸石固体超强酸6 2.7 树脂型固体超强酸6 2.8 改性新型固体超强酸7 2.8.1 稀土固体超强酸7 2.8.2 纳米固体超强酸8 2.8.3 磁性负载型固体超强酸8 2.8.4 分子筛型固体超强酸8 2.8.5 引入其它材料的固体超强酸9 3 固体超强酸的应用9 3.1 固体超强酸催化的反应类型10 3.2 几种新型固体超强酸在酯化反应中的应用11 3.2.1 稀土固体超强酸的应用11 3.3.2 纳米固体超强酸的应用11 3.3.3 磁性固体超强酸的应用12 3.3.4分子筛型固体超强酸的应用12 4 展望13 参考文献13 16 固体超强酸的探讨进展及其在酯化反应中的应用 摘 要 固体超强酸是近年来发展的一种新型催化材料, 因具有制备便利、三废少、不腐蚀设备、后处理简洁、耐高温、对水稳定性好、选择性高和可重复运用等优点而成为催化领域探讨热点。固体超强酸对很多化学反应有较好的催化活性、选择性及重复运用性能。本文综述了各类型固体超强酸催化剂的最新探讨进展及几种改性的新型固体超强酸在酯化反应中的应用。 关键词 固体超强酸 探讨进展 酯化反应 应用 贵州高校探讨生文献综述 Abstract Solid super acid is the recent development of a new type of catalytic materials, it has become hot in esterification because of its convenience, and treatment of the preparation, anti-corrosion less equipment, post-processing simple, high temperature resistant, good stability of water, high selectivity, and can be duplicated advantages .Solid super acid has good catalytic activity 、 selectivity and the quality of reuse in many chemical reaction. In this paper ,I reviewed various types of solid super acid catalyst about the latest progress，and the application of several kinds of modified new solid super acid in the esterification reaction. Keywords Solid super acid Research progress Esterification reaction application 0 引 言 早在1927 年Conant 和Hall 就提出了“超酸”Super acid 这一术语。之后，人们习惯地将强度超过100 的强酸, 叫做超酸或超强酸[1]，事实上目前我们所说的超强酸通常是指酸度比一般无机酸强倍的酸，又称为“魔酸”，魔酸的酸度可以比100的大倍[2],其酸度用哈密特常数（超酸）表示，值越小, 其酸性越强。超酸具有极强的酸性和高介电常数, 在超强酸中，可在温柔条件下使非电解质转变成电解质、弱碱质子化、能制备烷烃正离子并使有机化合物的各种碳正离子以稳定而且长寿命的状态存在、能形成卤素阳离子及其稳定晶体盐。而且超强酸能活化通常条件下几乎无活性的饱和烃, 使链烷烃异构化、分解、烷基化、卤化、硝化、氧化和聚合等[3]反应。因此，超酸常在有机合成、化学合成工业等方面作为一种良好的催化剂被广泛应用。随着国内外众多探讨者的不断努力，目前已慢慢的出现了稀土固体型、纳米型、稀土改性、复合型等各种不同组成形式的超酸，其制备方法和相应的应用范围也日趋广泛。 1 超酸概述 1.1 超酸的酸度表示[4] 一般无机酸的酸度通常用pH 值来表示。即pH -log[]。超酸是的酸度比一般无机酸强倍，具有极强的质子化实力,酸度极高，用pH 值来标度超酸已远不适用了。例如, 浓度为10 的任一强酸溶液, 其酸度是1浓度时的1000倍。所以, 在高浓度超酸 的范围内, 一般不再用pH 值来标度。1932 年, 汉默特L PHammet t提出的酸度函数, 用以描述高浓度强酸溶液的酸度。所以超酸的酸度就用哈密特酸度标来标度，值越小, 其酸性越强。100浓硫酸其值为-11.92, 氢氟酸的值为-11.0。 值的测定在须要测定值的酸中加人一种特定标示剂B,（B为一种弱碱,HB与B具有不同性质如颜色）, 依据酸碱平衡时的值, 即可计算该酸的，数值越小,其酸性也就越强。 1.2 超酸的类型及特性[5] 超酸或超强酸大都是无机强酸, 其酸度函数在-11.9～-27之间。这类强酸随分类方法不同而异。依据作用及特性主要分类见表2 2 固体超酸的分类及其探讨进展 自从