莰烯合成N-异冰片基丙烯酰胺的研究开题报告

1. 研究目的与意义

松节油是自然界中产量最大的精油,而我国有着丰富的松节油资源，开发利用松节油具有巨大的意义。蒎烯是松节油中的主要成分，有α-蒎烯和β-蒎烯两种异构体，二者都可异构化得到莰烯。因此，开发莰烯系列化工产品是综合利用松节油的新道路之一。

丙烯酰胺含有可聚合的碳碳双键, 故易于自聚或与其他烯类单体共聚而得到不同结构和性能的聚合物，因而被称为百业助剂，应用领域涉及各行各业的方方面面。

通过莰烯合成的n-异冰片基丙烯酰胺是一种无色固体，其独特的桥环状结构赋予了它特殊的理化性质：高玻璃化温度、低色度、高折光指数、疏水性好、与多种树脂、溶剂、颜填料相容性好、低毒、不易燃等。这些独特的物理化学性质，使得n-异冰片基丙烯酰胺的应用领域更加广泛。

2. 国内外研究现状分析

chen等以丙烯腈和莰烯为原料、冰醋酸作为溶剂，浓硫酸为催化剂合成n-异冰片基丙烯酰胺，该法反应速率快，温度低，但副产物多，产率低，不高于49%，且该工艺使用的硫酸催化剂对设备腐蚀严重，产生废水多，对环境污染严重。

后来hanzawa等采用苯磺酸催化合成了n-异冰片基丙烯酰胺，该工艺也存在所用催化剂苯磺酸设备腐蚀严重、废水量多、废水难以处理、环境污染重等缺点。

krhow等则采用磷钼杂多酸为催化剂，但产率较低，仅为53%，反应液同样要进过koh溶液洗涤。该工艺存在催化剂价格高、制备工艺繁琐、稳定性差等缺点难于工业化生产。

3. 研究的基本内容与计划

1.研究内容

本课题以莰烯和丙烯腈为原料，一步法合成n-异冰片基丙烯酰胺。探讨原料配比、反应时间、反应温度、催化剂种类、催化剂用量等对反应选择性及产物得率的影响；并通过正交实验确定最佳反应工艺条件。探索n-异冰片基丙烯酰胺的纯化方法，确定适宜的纯化工艺条件。采用红外、高分辨质谱、核磁以及单晶衍射等分析手段对结构进行表征。

2.研究计划

4. 研究创新点

1、在各研究报道中，该反应转化效率较低，采用新型催化剂将提高产率，得到更多产物，拓宽N-异冰片基丙烯酰胺应用范围；

2、改良了N-异冰片基丙烯酰胺的生产工艺，实现丙烯腈的回收利用。