基于上述分析,本文将首先以四氧化三铁作为内核并以廉价的金属氢氧化物作为外壳制备具有核壳结构的磁性纳米催化剂,进而以安全高效的低碳醇作为氢供体并通过MPV反应将HMF选择性加氢转化为DHMF,最后通过对其反应条件的优化进一步提高目标产物的得率(图2),以期为经济安全的DHMF制备体系的开发提供理论参考和技术支持。
图2 HMF选择性加氢制备DHMF的技术路线
2 实验材料与方法
2。1 实验试剂
表2 本文所用的主要试剂
试剂名称 规格 生产厂家
HMF 99% 上海萨恩化学技术有限公司
DHMF 99% 上海毕得医药科技有限公司
二氯氧锆 AR 上海阿拉丁生化科技有限公司
硫酸亚铁 AR 国药集团化学试剂有限公司
三氯化铁 AR 国药集团化学试剂有限公司
三氯化铝 AR 国药集团化学试剂有限公司
四氯化锡 AR 国药集团化学试剂有限公司
氨水 AR 国药集团化学试剂有限公司
甲醇 AR 国药集团化学试剂有限公司
乙醇 AR 国药集团化学试剂有限公司
异丙醇 AR 国药集团化学试剂有限公司
正丁醇 AR 国药集团化学试剂有限公司
仲丁醇 AR 国药集团化学试剂有限公司
2。2 实验仪器
表3 本文所用的主要仪器
仪器名称 生产厂家
SK2210HF型超声波清洗仪 上海科导超声仪器有限公司
PurelabOptionR7型纯水仪 上海威立雅水处理技术有限公司
OS20-S数控型顶置搅拌器 北京大龙兴创实验仪器有限公司
DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器 河南巩义市予化仪器有限公司
SHZ-D(III)型循环水式真空泵 河南巩义市予化仪器有限公司
DZF-6020型真空干燥箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂
GZX-9146MBE型电热鼓风干燥箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂
PARR5513型高压反应釜 北京东方圣隆达科贸有限公司
2。3催化剂的制备来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766
磁性氢氧化锆催化剂的合成采用“一锅两步法”进行,详细过程如下所示:(1)称取10mmol硫酸亚铁(FeSO4·7H2O,2。78g)和20mmol氯化铁(FeCl3·6H2O,5。40g)加入到200mL超声脱氧后的去离子水(DDW)中,在氮气(N2)保护下500rpm搅拌至固体完全溶解;(2)向上述溶液中逐滴缓慢加入氨水(NH3H2O)直至pH值为10左右,并将反应温度升高到80C继续搅拌1h;(3)将反应混合物冷却至室温,在强力磁铁的帮助下收集黑色沉淀物,并采用DDW对其进行洗涤直至pH值为7;(4)将洗涤后的黑色沉淀重新悬浮于200mLDDW中,并分别与400mL含有30mmol、60mmol和90mmol的二氯氧锆(ZrOCl2·8H2O)溶液混合均匀,在500rpm条件下搅拌30min后继续超声分散10min;
(5)向上述混合液中逐滴缓慢加入NH3H2O直至pH值为10左右,继续搅拌30min后室温静置24h;(6)陈化后的反应混合物经过过滤后采用DDW对其进行洗涤,直至检测不到氯离子为止;(7)将过滤洗涤后的沉淀置于真空干燥箱中,110°C干燥12h后即可获得磁性氢氧化锆催化剂(Fe3O4@M(OHx,简写为MZHs)。注意:按照锆元素与铁元素的摩尔比,最后合成的磁性氢氧化锆催化剂分别标记为MZH(Zr/Fe=1)、MZH(Zr/Fe=2)和MZH(Zr/Fe=3)。另外,为了便于比较,本文还合成了一系列其他的催化剂如氢氧化锆(Zr(OH)4)、氢氧化锡(Sn(OH)4)、氢氧化铝(Al(OH)3)和氢氧化铁(Fe(OH)3),合成过程除了不引入磁性组分外,其他步骤同上。