醛/酮与胺缩合生成亚胺,亚胺再加氢饱和是制备有机胺的重要途径。醛/酮与胺的缩合反应是一个可逆过程,了解缩合反应生成亚胺的速率和平衡转化率,对于了解催化加氢反应器中还有多少原料需要继续通过缩合反应转化为亚胺、以及该缩合反应与亚胺加氢反应的相对速率非常重要。新型绿色表面活性剂葡甲胺和高性能对苯二胺类橡胶防老剂的合成过程也涉及醛/酮与胺的缩合反应,但相关文献报道很少。为此,本工作研究了葡萄糖(醛基)、丙酮和甲基异丁基酮分别与几种有机胺的缩合反应,考察了这些反应的动力学和热力学及其影响因素,从而优化反应条件,加快其反应速率,提高平衡转化率。主要研究结果如下:(1)建立了分析甲胺的色谱方法,获得了水溶液中葡萄糖与甲胺缩合反应的动力学和热力学参数。结果表明,水中葡萄糖与甲胺的缩合反应较快,甲胺的平衡转化率随反应温度的升高而提高,表明该缩合反应为吸热。根据获得的动力学和热力学参数,预测了合成葡萄糖亚胺的较佳条件:在308 K的水溶液中,n(甲胺)/n(葡萄糖)=4及葡萄糖含量为10 wt%时,葡萄糖的转化率可达99.9%,达到平衡的时间约为28 min。(2)研究了乙醇中葡萄糖与乙醇胺缩合生成N-乙醇基葡萄糖亚胺的动力学和热力学。乙醇胺的平衡转化率随反应温度的升高而提高,表明该缩合反应为吸热。温度和乙醇胺/葡萄糖摩尔比对缩合反应的影响较大,在323 K,n(乙醇胺)/n(葡萄糖)=4时,葡萄糖的平衡转化率可达99%。(3)丙酮与异丙胺缩合生成二异丙亚胺的反应中,丙酮过量时缩合反应速率要比异丙胺过量时的反应速率快。在298 K,n(丙酮)/n(异丙胺)=3时,异丙胺的平衡转化率可达81%。异丙胺的平衡转化率随反应温度的升高而降低,表明该缩合反应为放热。(4)丙酮与RT培司缩合生成N-异亚丙基-N’-苯基对苯二胺,在288 K,20 wt%RT培司/丙酮时,RT培司的平衡转化率达51%。甲基异丁基酮与RT培司缩合生成N-(1,3-二甲基)亚丁基-N’-苯基对苯二胺,在288 K,20 wt%RT培司/甲基异丁基酮时,RT培司的平衡转化率为49%。RT培司的平衡转化率都随反应温度的升高而降低,表明这两个缩合反应都为放热。作者还参与了三个固定床催化加氢反应:(1)在Pd/C催化剂上,葡萄糖与乙醇胺的缩合液(N-乙醇基葡萄糖亚胺)加氢制葡萄糖乙醇胺,葡萄糖转化率达100%;(2)Ni/Al2O3上二异丙亚胺的加氢转化率随温度或压力的升高而提高,二异丙胺的选择性为1 00%;(3)将Ni/Al2O3、Ni/MgAlO和Ni/MgO用于顺酐催化加氢制琥珀酸酐的反应,活性中心密度最高和表面酸碱性适宜的Ni/MgAlO催化剂展示出最高的顺酐加氢活性和琥珀酸酐选择性。