为实现4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸的工业化生产,可研发了一种高效的Fe-N/C催化剂——P-W2C@NC.该催化剂通过多酸(H3PW12O40·6H2O)与二聚氰胺的混合物在氮气环境下高温煅烧制备而成.其制备步骤如下:
1.将1.3gH3PW12O40·6H2O和6.5g二聚氰胺按1:5的比例溶于沸水中,蒸干后得到混合物粉末.
2.将混合物研磨后置于氧化铝燃烧舟中,在氮气氛围下以2℃/mIn的速率升温至400℃,保持30分钟.
3.继续以5℃/mIn的速率升温至800℃,保持5小时,冷却后得到黑色P-W2C@NC粉末.
4.将P-W2C@NC分散于甲苯中,加入硅烷偶联剂KH-550,在120℃下搅拌2小时后抽滤,洗涤,烘干,得到最终催化剂.
P-W2C@NC催化剂具有高比表面积和优异的催化活性.其在醇解反应中表现出高效的催化性能,能够显著提高4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸的收率和纯度.
在优化的合成工艺中,可将羟基苯甲酸甲酯与1-溴-4-苯基丁烷在P-W2C@NC催化剂的催化下进行醇解反应.实验结果表明,当1-溴-4-苯基丁烷与尼泊金甲酯的质量比为40:9时,反应效果最佳,4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸的收率高达98.7%.
可还对比了不同条件下催化剂的性能.例如,在不加入P-W2C@NC或用其他化合物(如H3PW12O40或(NH4)6H2W12O40·6H2O)替代时,收率均显著降低.这表明P-W2C@NC在合成过程中具有不可替代的作用.此外,调整催化剂与甲苯的质量比或硅烷偶联剂的用量均会影响催化效果,进一步验证了优化工艺的重要性.