离子交换树脂作为alpha;-蒎烯异构化制备莰烯的催化剂
摘 要
莰烯是用于工业化学品如异冰片醇，乙酸异冰片酯和樟脑的工业中间体化合物。在工业上，生产莰烯的常规方法包括使用酸性TiO2作为催化剂将alpha;-蒎烯异构化。使用这些催化剂会带来一些问题，例如在alpha;-蒎烯异构化之后，需要花费大量制备时间，可再现性和从产物中回收催化剂。第一次，商业交换树脂被用作该反应的催化剂。基于产物浓度随反应时间的变化，提出了alpha;-蒎烯转化为莰烯和副产物的途径。研究了温度和alpha;-蒎烯/催化剂比，以优化莰烯生产的产率。获得的结果与报道的酸性TiO2相当。
关键词：交换树脂；alpha;-蒎烯；莰烯；异构化
1. 前言
莰烯是樟脑合成的重要中间体，樟脑是制药和香料工业的重要产品（ Gschidmeier， 1998 ； Breen， 1999； Findik和Guuml;ndz，1997）。樟脑生产的主要来源是alpha;-蒎烯的异构化，alpha;-蒎烯的异构化反应已被广泛研究，并且许多方法已经制成简单易行的可靠的异构化催化剂（Carson 和 Branswick，1943； Gastao，1949； Herrick和Carnaban，1951； Allahverdiev等，1998）。
将alpha;-蒎烯转化为莰烯的常规方法是在TiO2酸性催化剂上进行反应， 在150-170℃的温度范围内进行，莰烯的产率为35％至50％（ Gschidmeier等， 1998； 莰shiyuki等，1990）。基于TiO2催化剂的工业工艺存在一些缺点，主要是由于没有可用的商业催化剂，必须使用H2SO4制备或活化酸性TiO2。因此，生产樟脑的行业有兴趣寻找更简单，更活泼和更具选择性的催化剂（Allahverdiev等，1999）。
获得TiO2非基催化剂的主要方法集中在无机材料上， 分子筛是alpha;-蒎烯异构化研究最多的材料。（Yamamoto et al。，1998）。L#39;pez等。（1998年，1999）研究了不同分子筛的催化活性，得到了与TiO2的催化剂相比，对莰烯的选择性低。主要产品为柠檬烯和莰烯，对莰烯的最大产率低于35％。Findik和Gunduz（1997）报道了有关分子筛、斜发沸石的研究结果，他们的莰烯产率为43％。据报道，经聚阳离子交换和酸处理的粘土几乎具有相同的结果（ Breen， 1999）。在这两种情况下，分子筛和粘土的酸活性中心均与Al3 的含量有关，据Rhodes和Brown（1994）认为，这是决定该催化剂活性的两个主要因素，即活性中心的数量及其酸强度。当用H2SO4处理粘土时，结果类似于用酸性TiO2获得的结果（Yamamoto 等，2000；Guuml;ndz和Murzin，2002）。
在这项研究中，以离子交换树脂的酸形式连接到聚合物基质上的磺酸基团被用作活性中心，以诱导质子化蒎烯双键的形成，并导致形成莰烯和相关副产物。研究了温度和催化剂用量的影响，以优化对莰烯的产率。
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