腈類化合物在近臨界水中的水解反應研究.pdf

1、近臨界水(Near-Critical Water，NCW)通常是指溫度在200～350℃之間的壓縮液態(tài)水。與常溫液態(tài)水不同的是，NCW具有酸催化與堿催化的功能，能同時溶解有機物和無機物和自身物性的可調性等特性。這些優(yōu)異性能使它既可作為有機化學反應的催化劑，又可用作反應物和溶劑。其催化性能可減少甚至消除無機酸、堿的使用；其溶解性能又可替代大量使用的有機溶劑，使反應過程綠色。因此近臨界水在反應、分離、廢棄物再資源化等領域具有非常廣闊的應用前

2、景。 腈是一類含氰基(-CN的有機化合物，作為合成一系列胺、酸和聚合物的起始原料，其水解反應廣泛應用于氨基酸、酰胺、羧酸及其衍生物的合成，在有機合成中占有極其重要的地位。到目前為止，關于近臨界水中腈類化合物水解反應的研究比較少，且缺乏規(guī)律性的探索與總結。本文選取苯乙腈和煙腈兩種典型的腈類化合物為研究對象，采用高溫高壓反應釜，研究其在近臨界水中的水解反應動力學和產物分布，進而探索NCW中腈類化合物的水解規(guī)律。 苯乙腈無催化

3、水解反應中，在考察了實驗數據的重現性以及苯乙腈初始濃度對反應動力學影響的基礎上，系統(tǒng)測定了523.15K～563.15K下苯乙腈及其分解的中間產物苯乙酰胺的水解反應動力學數據，結果表明苯乙腈水解反應是典型的連串反應，以苯乙酰胺為中間產物，且能高選擇性地得到最終產物苯乙酸。并以一級連串反應動力學模型對實驗數據進行了擬合，得到了苯乙腈和苯乙酰胺水解反應活化能分別為64.4 kJ·mol<'-1>和82.4 kJ·mol<'-1>。

4、煙腈無催化水解反應中，系統(tǒng)測定了483.15K～523.15K下煙腈及其分解的中間產物煙酰胺的水解反應動力學數據，結果表明溫度對煙腈的水解反應有很大的影響，在不同的實驗條件下煙腈水解可以高選擇性地得到煙酰胺或煙酸。以一級連串反應動力學模型對實驗數據進行了擬合，得到了煙腈和煙酰胺水解反應活化能分別為65.2 kJ·mol<'-1>和85.8 kJ·mol<'-1>。 在苯乙腈和煙腈水解反應研究的基礎上，結合文獻中已報道的腈類化合物

5、水解反應，對腈類化合物在近臨界水中的反應規(guī)律進行了比較、總結和歸納。目前關于近臨界水中的腈類化合物水解反應的研究還不是很全面，還需要進一步的研究工作探索更加深入的反應機理。 近臨界水作為溶劑和催化劑可有效實現苯乙腈和煙腈的水解反應，其中水自身電離產生的H<'+>和OH<'->替代了傳統(tǒng)酸堿催化劑的作用，因此可避免原有反應中強酸強堿催化劑的使用以及隨之帶來的中和、分離過程，避免了廢棄鹽的后處理，減少或消除了對環(huán)境的污染。論文工作不