| 中文名称: | 全氟磺酸树脂 |
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全氟磺酸树脂 的性能:
1.Nafion-H;最高使用温度180~190℃;
2.结构无孔,表面积约、0.8m2/g。
全氟磺酸树脂 的用途:
1.酰基化反应:将苯或烷基苯与苯甲酰氯及催化剂Nafion树脂混合,回流加热,即可发生酰化反应。对二甲苯的苯甲酰化在135℃下进行,2,5-二甲基二苯甲酮的产率约85%。Nafion树脂可过滤回收。
2.重排反应:Fries重排,用Nafion树脂为催化剂,以无水硝基苯为溶剂,回流加热,可将酚酯类转化为羟基苯基酮类;片呐醇重排,此反应可用于酮类的制备,产率达82%~92%,例如,Rupe反应,炔基叔醇经Rupe反应重排为α,β-不饱和羰基化合物;四甲基乙二醇重排得片呐酮,四苯基乙二醇重排得三苯基苯乙酮;烯丙基醇重排为醛的反应,气相的烯丙基醇在170~190℃通过Nafion树脂层,则重排为相应的醛。
3.醚的合成:环醚是将1,4-二醇或1,5-二醇在135℃下用Nafion树脂催化脱水,可顺利地获得环醚(此反应无须溶剂,产率在吊6%以上)。
4.缩醛和缩酮是形成缩醛和缩酮是羰基保护的一个重要方法,可使醛、酮避免在反应中受氧化剂或碱性试剂的破坏,用Nafion-501作催化剂进行缩醛(酮)化反应,可以得到好的收率。
5.无环醚是酚类和醇类的醚化在Nafion树脂催化下,经120~150℃,5h反应,可生成芳醚;对苯二酚在75℃下,经Nafion树脂催化与异丁烯反应2h,其醚化产率为66%;Nafion树脂在80℃下催化异丁烯与甲醇反应,产物为甲基叔丁基醚,以甲醇计算,产率为81.8%;在Nafion树脂的催化下,将醇类与过量的二甲氧基甲烷回流加热,可制备甲氧基甲醚。
6.酯化反应:Nafion树脂作为酯化反应的催化剂用于液相反应和气相反应均可。饱和羧酸和醇的混合物在95~125℃通过Nafion树脂,接触时间约为5min,即可获得高产率的酯。伯醇和仲醇酯化产率甚高,但叔醇产率很低,主要原因是叔醇在反应中易脱水成烯。
7.水合反应:外径为1/16in的聚全氟磺酸管可用于异丁烯水合,生成物是叔丁醇,水合温度为96℃。
8.缩合反应:丙酮的缩合反应:在Nafion树脂的催化下,丙酮和苯酚缩合可制各双酚A;在Nafion树脂的催化下,丙酮能进行醇醛缩合并脱水成为亚异丙基丙酮。
9.分子内环化缩合反应:在150℃下经Nafion树脂催化3h,邻苯酰苯甲酸发生分子内环化缩合,产物为蒽醌;此反应邻苯酰苯甲酸的转化率为60%,生成蒽醌的选择性达78%。
10.齐聚反应:Nafion树脂催化1-癸烯进行齐聚反应,齐聚物总收率为75.9%。其申二聚体占70.6%,三聚体占19.1%,四聚体占3.4%。2-辛烯、7-十四碳烯、5-癸烯都可以进行齐聚反应。
11.硝化反应:在Nafion树脂催化下,分别用HNO3、N2O4、n-C4H9O-NO2或丙酮氰醇的硝酸酯(CAN)等几种不同的硝化剂都可使烷基苯硝化。
12.烷基化反应:Nafion树脂催化芳烃的烷基化反应可在气相或液相中进行,产物为芳香族衍生物,烷基化试剂有卤代烷、氯甲酸酯和草酸烷基酯等。烯烃和醇也是潜在的烷基化试剂。例如,在175℃下,按一定流量通过乙烯和苯,可使苯乙基化,乙烯的转化率达100%,生成苯乙烯的选择性为88%。气相的萘和丙烯通过Nafion树脂催化剂层,萘可被烷基化。
13.环氧键的打开:在Nafion树脂催化下,有机物的环氧键能通过水合或甲醇解而打开,产率甚高。例如,用Nafion树脂或载体Nafion树脂在92℃催化环氧乙烷水合可获得乙二醇。
14.Diels-Alder反应:Nafion树脂的催化作用使Diels-Alder环加成反应能在较低温度下进行。例如,蒽分别和马来酸酐、对苯醌、马来酸二甲酯以及富马酸二甲酯的反应,可在60~80℃、在CHCl3或苯的回流下进行。
15.脱酰化反应:在Nafion树脂催化下,也能进行芳烃取代物的脱乙酰反应和脱羧反应。
16.光异构化:Nafion树脂作为固体酸催化剂使用,在光照下可使反式肉桂酸乙酯光异构化,产物含顺式异构体73%,反式异构体27%。3-亚甲基-1,2,4,5,6,6-六甲基环己-1,4-二烯在光照和Nafion树脂催化下,异构化成以环戊二烯衍生物为主要组分的混合物。反应体系中无Nafion树脂时,则不发生光异构化反应。
17.羰基化反应:用有机极性溶剂对二氧环己烷的水溶液溶胀Nafion树脂作催化剂,催化甲醛的羧基化反应,生成羟基乙酸的产率达、70%,反应温度为150℃。
18.固定化试剂:酸型的聚全氟磺酸和氯化三甲基硅烷反应,生成一种聚合物载体甲硅烷化试剂。