成果一
一、项目名称
新型傅克酰基化、烷基化固体酸催化工艺
二、成果简介
Friedel-Crafts反应酰基化反应是生产芳香酮的一类重要反应，广泛应用于精细化工、医药、香料、染料和农药化学中间体的生产。现有的工业生产中仍以使用传统的金属卤化物（AlCl3、FeCl3）计量催化（反应物：催化剂摩尔比=1.2:1）和质子酸（HF、H2SO4）为主，催化剂成本高昂（单位产品催化剂成本4-6元/千克）并产生大量危害性、腐蚀性废液，造成资源的过度浪费和严重的环境污染。因此，进行傅克酰基化环境友好型催化技术的开发十分必要。
在×××有限公司技术实施的此项产业化推广项目涉及产品为对甲氧基苯×酮，工艺路线为苯甲醚与×酸酐无溶剂合成路线，反应采用低温、液相条件，催化剂批次套用20次以上，单批次收率均高于90%，为医药、有机、精细化工的重要中间体，计划年产3000吨。传统工艺路线为氯化铝催化工艺，氯化铝与丙酸氯的摩尔比为1.2:1，需消耗2923吨氯化铝催化剂。项目采用南京师范大学的固体酸催化技术取代传统的氯化铝生产工艺，催化剂单耗0.0033千克/千克，单位产品催化剂成本降至0.8元/千克，仅此一项可降低生产成本1500万元/年。重要的是，本项目不存在传统氯化铝催化工艺的酸性废水处理问题，多相催化剂直接过滤分离，反应液经精馏得到工业化产品，为真正的绿色催化化工工艺路线。
此项傅克酰基化催化工艺仍处于推广阶段，产品应不限于对甲氧基苯×酮，适用于所有苯甲醚酰化产品；同样适用于所有萘甲醚类酰化反应等。项目作为绿色制造优选路线推广，能够为国内类似化工生产显著降低生产成本与实现酸性废水的零排放，预期实现巨大的经济效益和社会效益。
以酰氯为酰化试剂的固体酸催化工艺，本课题组也已完成实验室小试及公斤级放大试产。反应底物包括含活化基团的部分底物，如苯甲醚、萘甲醚等，含包括部分钝化基团的底物如氟苯。催化剂可实现多次套用，同样显著降低生产成本并实现酸性废水的零排放。
三、关键技术（创新点）
本技术采用固体酸绿色催化工艺，实现多种芳香化合物与酰氯、酸酐的傅克烷基化与酰基化反应。目前实验室已开发多种催化剂，催化效率高、重复性良好且成本低廉。烷基化：一烷基化产物收率达95%，酰基化：对位酰基化产物收率达90%以上。固体酸催化傅克酰基化的产业化已进入企业投产阶段。技术创新在于新型路线固体酸催化工艺取代传统AlCl3及液体酸催化反应路线，大幅降低生产成本并实现酸性废水的零排放。
四、应用方向
取代传统AlCl3、液体酸均相催化路线，通过傅克酰基化、烷基化固体酸绿色催化工艺路线实现芳香酮类精细化工中间体的生产。
成果二
一、项目名称
醇类到醛（酮）、羧酸的选择氧化催化工艺
二、成果简介
醇到醛（酮）的选择氧化反应，是医药、香料中间体的重要原料，产品附加值巨大。现有工艺多采用TEMPO等均相催化，成本高昂，实验室采用固体催化剂，实现了常压分子氧催化多种醇类到醛（酮）的选择氧化反应。产品代表：苯甲醛；苯乙酮；正辛醛；铃兰醛；桂醛；异戊烯醛等。
固体催化剂、低温液相、氧气或空气为氧源
三、关键技术（创新点）
本技术采用新型固体催化剂，我们以分子氧、空气为氧源、低温条件下可实现转化率、选择性芳香醇、烯醇、环醇到醛酮的选择转化，产率高于95%；我们最近还实现了脂肪醇到羧酸的有效转化；也能够进行醛（酮）到羧酸的有效转化（如异丁醛到异丁酸）。
四、应用方向
取代传统高锰酸钾等高价金属计量催化工艺，采用新型固体催化氧化实现多种醇类到醛（酮）的高产率合成，选择性可一直保持100%。
成果三
一、项目名称
含-CH2键有机分子氧化为-C=O高附加值化合物的催化工艺
二、成果简介
含CH2键物质为基础进行的氧化到含羰基化合物，产品附加值很高（如苯乙酸甲酯氧化、乙苯氧化等），氧化实现高转化率、高选择性的转化困难较大。工业上仍采用高锰酸钾氧化工艺，环保压力巨大，迫切需要解决现有生产工艺升级改造的问题。
固体催化剂、低温液相
三、关键技术（创新点）
本技术采用新型固体催化工艺，我们以环境友好的叔丁基过氧化氢为氧源、低温、无溶剂条件下可实现转化率、选择性均达95%。关于CH2键的选择氧化最近取得新的技术突破，实现了多种含羰基目标化合物以氧气为氧源的高产率催化合成。如乙苯到苯乙酮、二苯甲烷到二苯甲酮等。
四、应用方向
含CH2基团有机化合物氧化到羰基化工中间体的绿色催化工艺的研发。
成果四
一、项目名称
固体酸催化酯化工艺
二、成果简介
酯化反应是一类重要的有机化学反应，主要是醇类跟羧酸生成酯和水的反应。传统的酯化技术是用羧酸和醇类在酸（常为浓硫酸）催化下加热回流反应，含硫酸废液的处理一直是该工艺存在的技术问题。尤其是近年来环保法规日益严格，以新型固体酸催化剂取代传统的液体酸催化工艺成为科研人员与产业界关注的焦点。
固体催化剂、低温液相
三、关键技术（创新点）
筛选多种固体酸催化剂，最终找到了一种可重复使用、稳定性较好的固体酸催化剂，采用环境友好低温、无溶剂条件下（醇类兼做溶剂）可实现多种羧酸酯化反应，部分（如己二酸到己二酸单甲酯）转化率、选择性均达硫酸均相反应的同等水平。
四、应用方向
固体酸替代硫酸酯化绿色催化工艺的研发。
成果五
一、项目名称
甘油高附加值化学转化催化工艺
二、成果简介
在当前碳中和、厨余垃圾分类处理的风口下，生物柴油清洁能源的生产规模进一步扩大，继续加剧副产甘油的过剩。因此，由甘油制备高附加值化学品的研究成为催化领域的热点。除了前面提到的碳酸甘油酯，课题组进行了多项其它甘油高附加值转化催化工艺的研究。
酸碱协同型催化剂、低温液相
三、关键技术（创新点）
筛选多种酸碱协同型催化剂，完成了丙酮缩甘油、1，2-丙二醇等甘油高附加值转化化学品的催化合成。采用环境友好的低温条件下，1，2-丙二醇、丙酮缩甘油产率都在95%以上；1，3-丙二醇也取得较好效果。
四、应用方向
甘油高附加值转化绿色催化工艺的研发。
成果六
一、项目名称
凹凸棒土高附加值催化剂的研发
二、成果简介
坡缕石（Palygorskite）具有很大的比表面积和吸附能力，很好的流变性和催化性能，同时，具有理想的胶体性能和耐热性能，是一种少见的矿物，国内凹凸矿源主要分布于江苏盱眙与安徽明光。其中盱眙探明储量在6700万吨以上，分布在32个矿山,但仅可供35年左右消耗量。凹土粘土储量5亿吨以上，居世界首位，可供350年以上消耗。本课题组致力于凹凸资源的深加工，已实现多种用于化工中间体合成的凹凸催化剂的开发。
三、关键技术（创新点）
立足于坡缕石二维连续的硅氧四面体片等结构特性，通过载体改性、金属负载等技术，实现氧化、加氢、傅克反应等多种工业催化剂的研发。
四、应用方向
通过凹凸资源的高附加值综合利用，开发多种工业催化技术，实现氧化、加氢、傅克等单元反应路线进行多种化工中间体的绿色催化合成。
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