酯交換法合成碳酸二苯酯及碳酸甲苯酯的研究.pdf

1、碳酸二苯酯(DPC)是非光氣法合成聚碳酸酯的關(guān)鍵原料，目前碳酸二甲酯與苯酚酯交換法合成DPC被認(rèn)為是最有前途的合成DPC的方法。本論文對碳酸二甲酯和苯酚酯交換法合成碳酸二苯酯及其中間體碳酸甲苯酯的反應(yīng)進(jìn)行了研究。 通過對酯交換非均相催化劑的篩選，我們發(fā)現(xiàn)V2O5對于DMC與苯酚酯交換合成DPC的反應(yīng)過程，表現(xiàn)出良好的原料轉(zhuǎn)化率和極高的主產(chǎn)物選擇性和產(chǎn)率。常壓下，n(DMC)/n(PhOH) = 1，n(V2O5)/n(PhOH)

2、 = 0.04，反應(yīng)溫度為165～180 ℃，反應(yīng)10 h，苯酚轉(zhuǎn)化率為34.6％，MPC和DPC選擇性和產(chǎn)率之和分別為為98.8％和34.2％。研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)TiO2改性后的V2O5催化劑能有效提高苯酚轉(zhuǎn)化率及主產(chǎn)物的產(chǎn)率和選擇性，且催化劑與反應(yīng)混合物更容易分離。 以V2O5/TiO2(n(V)/n(Ti) = 1)為催化劑，對酯交換法合成DPC的反應(yīng)工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，著重考察了反應(yīng)物原料配比、催化劑用量和反應(yīng)時間對酯交換反應(yīng)

3、的影響。實驗結(jié)果表明：在常壓，反應(yīng)溫度為165～180 ℃、苯酚與DMC摩爾比為2:1，V2O5/TiO2(n(V)/n(Ti) = 1)用量為4.5％(wt)、反應(yīng)時間為9 h等反應(yīng)條件下，苯酚轉(zhuǎn)化率達(dá)27.9％，DPC產(chǎn)率達(dá)24.4％，酯交換主產(chǎn)物選擇性達(dá)99.7％。 通過酯交換法合成了MPC，采用FT-IR、UV、1HNMR、MS等分析手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定，驗證了DPC合成過程中，苯酚和DMC首先酯交換生成MPC，然后M

4、PC進(jìn)一步與苯酚反應(yīng)或自身歧化反應(yīng)生成DPC的兩步反應(yīng)模式。同時本文測定了MPC的恒容燃燒熱為-25432.72 J·g-1，并計算出MPC的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓為-3868.92 kJ·mol-1及標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為-422.33 kJ·mol-1。此外，本文還考察了常減壓條件下MPC的歧化反應(yīng)。 實驗結(jié)果表明，減壓有利于提高M(jìn)PC的轉(zhuǎn)化率，并且可以縮短反應(yīng)時間。當(dāng)體系真空度為600 mmHg時，歧化反應(yīng)5 h后MPC的轉(zhuǎn)化率為63.