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用于MOCA合成的固体催化剂的性能比较文献综述

 2020-03-24 15:44:48  

文 献 综 述

1.1 引言

MOCA[1]的化学名称是3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷,是目前使用较为普遍的芳香族二胺扩链剂,其销售量一直占绝对优势。MOCA在室温下是一种白色或淡黄色的晶体,储存稳定性好,微吸湿,相对分子质量267.16,25℃时相对密度1.44,胺值在7.4-7.6mmol/g,分解温度296℃。MOCA不溶于水,易溶于丙酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃等有机溶剂。MOCA主要用作甲苯二异氰酸酯(TDI)基预聚物的扩链固化剂,广泛应用于机械工业、汽车和飞机制造业、采矿业和体育设施及各种轻工制造业,还可作为PU(Polyurethane,聚氨酯)涂料和黏结剂的交联剂、环氧树脂的固化剂以及高抗电性产品等。

缩醛(酮)化合物[10] 是近十年来发展起来的新型高档香料,缩醛(酮)化合物作为调香组分,具有优于母体醛(酮)的花香,留香持久,香气类型多,化学性质稳定,天然感强,扩散能力强等特点,在日用香精和食品香精中具有广泛用途。此外,缩醛(酮)化合物也常用于有机合成的羰基保护或作为反应中间体,甚至用作特殊的反应溶剂[17]。缩醛(酮)合成反应的常用催化剂为无机酸(如H2SO4、Hcl、H3PO4等),但具有副反应多、腐蚀性强以及易污染环境等缺点,使其使用受到限制。近年来的研究表明,一些固体酸、SnCl4、FeCl3、铌酸、Ce4 离子交换的蒙脱土[18]等对缩醛(酮)反应有良好的催化作用,而且使后处理工艺简化。分子筛作为催化剂由于其特殊的酸性和择形性在精细有机合成中获得了广泛的应用,在缩醛(酮)化反应中也表现出了良好的催化性能。

1.2 MOCA的合成工艺

MOCA最早于1953年由美国杜邦公司开发成功,其合成工艺为:先使2-氯苯胺与盐酸反应生成2-氯苯胺盐酸盐,再使其与甲醛发生缩合反应生成MOCO的盐酸盐,再用NaOH溶液中和制成MOCA。各步反应式如下[2]:

MOCA的生产工艺流程示意图见图1。

图1 MOCA生产工艺流程示意图

工艺可采用间歇或连续的方式进行,当用连续法时,反应器串联排列。使2-氯苯胺与盐酸混合送入第一个反应器,甲醛水溶液另外送入第一个反应器,调节进料比例,维持在20-50℃下反应,所得中间体胺盐依次流入后面的反应器,80-110℃下反应生成MOCA的盐酸盐,然后进入中和区,用NaOH溶液中和并生成2相,分离下层有机相,经重结晶、真空蒸馏干燥、过滤后在一种加热螺杆式造粒机中造粒,即取得产品MOCA粒子。

传统使用的盐酸作为催化剂的工艺存在如下缺点:(1)设备易腐蚀;(2)需要使用大量的碱进行中和;(3)易生成N-苄基芳胺等副产物;(4)MOCA收率低、生产成本高;(5)反应中易生成结块等。

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