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绿色工艺下低共熔溶剂催化合成己内酰胺的技术突破

传统己内酰胺制备工艺的瓶颈己内酰胺作为尼龙6单体的核心原料,其工业化生产长期依赖以浓硫酸为催化剂的Beckmann重排路线.该工艺存在设备腐蚀严重,副产硫酸铵废料量大,能耗高等固有缺陷.典型生产流程需先使环己酮与盐酸羟胺在碱性条件下缩合生成环己酮肟,再经发烟硫酸催化重排,整个过程产生大量含盐废水,每吨产品消耗2.5吨硫酸铵副产物.
📌 参考资料/链接:
Catalysts, 2025, 15(9), 845.

📄 详细内容

低共熔溶剂催化体系的设计原理

新型催化体系采用氯化铟/胆碱/丙氨酸三元低共熔溶剂(DES),其摩尔比优化为1:1:1时展现出双重功能:
1.氯化铟提供路易斯酸性位点催化Beckmann重排
2.氨基酸羧基与氯化胆碱形成氢键网络,构建局部碱性微环境促进肟化反应
该设计突破传统分步反应的局限,使肟化与重排能在同一反应釜中连续进行,反应温度从常规120℃降至80℃.


合成工艺的关键参数优化

中试数据表明,当采用[InCl3][ChCl][Ala]为催化剂时:
环己酮与盐酸羟胺摩尔比1:1.2
催化剂用量15-20wt%
两阶段温度控制(30℃/1h→80℃/3h)


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