成對電合成苯甲醛和鄰氨基苯酚.pdf

1、化學工業(yè)產品在改善人們的生活質量中起著關鍵性作用，影響著人們的方方面面。然而由于它在生產過程中會不可避免的對環(huán)境造成破壞，對各國的經濟、社會和環(huán)境帶來了巨大的壓力，因此為了避免事態(tài)進一步惡化，綠色化學得到了各國廣泛的重視，即在生產過程達到污染零排放。由于電化學是以電為能源，在生產過程中主要產生氫氣和氧氣，對環(huán)境的破壞程度小，已經成為綠色化學重要的分支。電化學主要應用在對工業(yè)廢水的降解處理，土壤的降解和大氣顆粒的吸附等方面。而現(xiàn)在越來越多

2、的研究者將電化學技術應用到有機合成。該技術與傳統(tǒng)的化學合成方法相比，具有操作過程容易控制，產品純度高，副產物少，經濟優(yōu)勢更高的特點。
　　苯甲醛和鄰氨基苯酚都是重要的有機化工產品中間體。其中苯甲醛是杏仁和許多水果中最簡單的芳香成分。其廣泛的應用于醫(yī)藥、香料、農業(yè)和工業(yè)等領域。而鄰氨基苯酚則廣泛應用于染料、醫(yī)藥、印刷業(yè)以及生物領域。近年來人們發(fā)現(xiàn)鄰氨基苯酚也可用于脂肪酸的分析，制備Schiff堿。然而，無論是苯甲醛還是鄰氨基苯酚其傳

3、統(tǒng)生產工藝都會對環(huán)境造成比較大破壞。本實驗通過文獻調研以及本課題組以往的研究工作，發(fā)現(xiàn)苯甲醛和鄰氨基苯酚電解制備的反應條件比較接近，都在堿性介質中進行電解，且槽電壓也差別不大，故采用綠色、清潔的成對電合成技術，通過陽極電氧化苯甲醇得到苯甲醛，陰極電還原鄰硝基苯酚制備鄰氨基苯酚，在一個電解過程中同時制備得到了兩種具有較高附加值的精細化學品。具體研究內容如下：
　　首先，對陽極工作電極進行了研制。通過查閱相關文獻發(fā)現(xiàn)：苯甲醇在泡沫鎳電

4、極電極表面能夠發(fā)生氧化反應生成苯甲醛。在對該電極進行循環(huán)伏安分析時，此電極對苯甲醇的催化氧化效率不高，為提高電極的催化氧化效率，制備得到更多的目標產品，本實驗采用多電流階躍法以泡沫鎳電極為基體，制得了NiOOH電極，通過對比相同條件下苯甲醇的循環(huán)伏安圖得出：新制的NiOOH電極對苯甲醇具有更高的催化氧化活性。
　　其次，通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)沒有對陰極電解產物分析的方法，對電解后產物的分析帶來不便，因此，本實驗在已閱文獻的基礎上，根據鄰

5、硝基苯酚和鄰氨基苯酚的性質差異建立了同時測定鄰氨基苯酚和鄰硝基苯酚的高效液相色譜法，探討了檢測波長，柱溫，流動相的配比和流速對檢測結果的影響，并最終確定液相色譜分析的最優(yōu)條件，即流動相為純甲醇，流速為0.8 min/L，檢測波長為285nm，柱溫為35℃，將其應用于電還原鄰硝基苯酚合成鄰氨基苯酚電解液的分析，其加標回收率分別在93.0％~105.6%和90.6%~106.2%之間，相對標準偏差分別≤3.75%和≤1.44%。
　　

6、第三，以Pb片為陽極，Cu片為陰極，NaOH溶液為電解液，研究了鄰硝基苯酚在 Cu電極表面的電化學行為，實驗結果顯示，鄰硝基苯酚在Cu電極表面有中間產物生成，氧氣的存在會發(fā)生與鄰硝基苯酚爭奪電子現(xiàn)象。因此，在電還原鄰硝基苯酚制備鄰氨基苯酚過程中，需通入氮氣進行保護，通過正交試驗獲得的最佳電解條件為：鄰硝基苯酚加入量與理論量的物質的量之比為2:1，NaOH加入量3.0g，反應溫度為35℃，電流強度為0.3A，電流效率為在98%以上。

7、>　　第四，在滿足陰極制備鄰氨基苯酚最大電流效率條件下，將陽極制備苯甲醛的過程與陰極進行配對。在H型電解槽中，以NiOOH為陽極，Cu為陰極，Na2SO4為電解質，保持陰極電解條件基本不變的基礎上，通過正交試驗考察了陽極電解過程中苯甲醇加入量與理論量的物質的量之比，反應溫度和NaOH加入量對陰陽極電流效率和總電解電流效率的影響情況。實驗結果顯示：反應溫度35℃，電解電流0.3A，鄰硝基苯酚加入量為理論量的2倍，陰極堿用量為3.0g，苯甲