总结了阳离子交换树脂催化剂和阴离子交换树脂催化剂分别在酯化、烷基化、醚化、缩合、异构化、环氧化等有机合成反应中的应用进展,评述了离子交换树脂催化剂的催化性能和可回收利用性,展望了未来离子交换树脂催化剂的开发和发展方向。
The use of ion exchange resins as catalysts in organic synthesis, such as esterification, alkylation, etherification, aldolization, isomerization and epoxidation was reviewed. Compared with inorganic catalysts, the ion exchange resin catalysts show excellent catalytic performance and readily recyclability. This article encompasses the progress made in current research and the application of ion exchange resins as catalyst is also summarized.
近年来,碱性离子交换树脂作为催化剂发展非常迅速,可作为相转移催化剂合成腈和醚、催化烷基化、醇醛缩合、脱卤化氢、水合、酯化、酯水解、酯交换反应等。
2.2.2 酯化、酯交换和酯类水解反应 碱性离子交换树脂作为催化剂同样可以催化酯化、酯交换和酯类水解反应。
2.2.3 缩合反应 醛酮缩合、醇醛缩合等一系列缩合反应是增长碳链的常用反应,可以采用羟基型强碱性阴离子交换树脂作催化剂,与醛或酮形成烯醇结构,然后作为亲核试剂与亲电的分子发生反应。
2.2.5 其它反应 碱性离子交换树脂还可以作为催化剂催化多种化学反应。
综上所述,离子交换树脂自问世以来,由于它稳定的物理化学性质、具备固体酸碱性能、吸附选择独特、再生容易、操作简便、使用周期长等而一直得到人们的关注。 随着我国离子交换树脂行业的不断快速发展,离子交换树脂催化剂的开发应用已取得较大的进展,许多特定用途的树脂催化剂已经逐步取代传统催化剂,实现商品化。随着离子交换树脂应用领域的不断发展,实际生产过程中对树脂的性能提出了更高的要求,如需要克服树脂骨架易溶胀,树脂功能基团受热易解离失活的不足,使树脂具有高的热稳定性、化学稳定性、耐高压、耐高辐射等。 随着研究工作的不断深入,对现阶段树脂性能加以改进,提升树脂催化剂的性能,扩大其应用范围,我国离子交换树脂行业的应用发展和市场前景也将越来越广阔。
以柏木烯为原料，大孔型强酸性阳离子交换树脂为催化剂，将柏木烯中的罗汉柏木烯异构化得到olefin B，考察了柏木烯异构化反应的条件，并分析产物中olefin B的含量和总得率。柏木烯异构化反应的适宜条件为催化剂为柏木烯质量的20%，柏木烯与乙酸的质量比1:2，反应温度40 ℃，反应时间3 h。在该条件下，罗汉柏木烯转化率为99.58%，olefin B的质量分数和总得率分别为21.63%和49.55%。进一步考察了该催化剂在适宜反应条件下的重复使用性能，发现经过6次重复使用后催化剂仍保持较高反应活性。