丙酮的作用范文

时间:2023-11-23 07:05:47

丙酮的作用篇1

[摘要] 目的 探讨异丙酚和氯胺酮持续静脉端输注对体外循环心脏直视手术中脑损伤的保护效应。方法 将择期行体外循环(CPB)心内直视手术患者90例随机分为三组,每组30例。A组为对照组,B组和C组为实验组,A组常规CPB,不行氯胺酮/异丙酚持续静脉端输注,B组在CPB期间氯胺酮/异丙酚1∶1混合1 mg/(kg·h)微泵持续静脉端输注,C组在CPB期间氯胺酮/异丙酚1∶1混合2 mg/(kg·h)微泵持续静脉端输注。常规低温体外循环麻醉处理,维持循环稳定。所有病例均在麻醉诱导后(TS1),CPB结束后1 h(TS2)、24 h(TS3)、48 h(TS4)四个时点各取颈内静脉血3 mL备检S100β蛋白;在麻醉诱导后(TN1),CPB结束后24 h(TN2)、48 h(TN3)、72 h(TN4)各取颈内静脉血3 mL备检神经元性烯醇化酶(NSE)。S100β蛋白与NSE均采用酶联免疫法测定。所有病例均在麻醉诱导后(T1)、CPB开始后5 min(T2)、CPB低温稳定期鼻咽温(28~32℃)(T3)、复温至鼻咽温34℃(T4)及停CPB后5 min(T5)5个时点取颈内静脉血测定颈内静脉氧饱和度(SjvO2)。 结果 所有患者的血清S100β蛋白值均在TS2升高,TS3回至基础值;血清NSE值均在TN2后升高,TN4回复基础值。与A组比较,B组和C组TS2的血清S100β蛋白值[(3.97±0.65)、(2.78±0.10)μg/L]及TN2的血清NSE值[(9.73±1.57)、(8.36±1.67)μg/L]差异有高度统计学意义(P < 0.01)。C组与B组相比,患者TS2血清S100β蛋白及TN2血清NSE水平差异有统计学意义(P < 0.05)。90例患者SjvO2在T2~3升高,T4时轻度降低,T5回复基础值。A组与B、C组比较,T3[B组:(88.7±6.2)%;C组:(89.8±7.5)%]、T4[B组:(67.6±3.9)%;C组:(69.3±4.3)%]SjvO2值差异有统计学意义(P < 0.05),其他各时点组间比较差异无统计学意义(P > 0.05),所有患者均无永久性中枢神经系统功能障碍。 结论 CPB期间产生可逆性脑损伤,异丙酚/氯胺酮持续静脉端输注能减轻CPB的脑损伤程度,同时可改善CPB期间脑氧供需失衡,且有剂量依赖性。

[关键词] 异丙酚;氯胺酮;脑保护;体外循环;S100β;神经元性烯醇化酶

[中图分类号] R614.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2014)03(c)-0123-05

Protective effects of continuous intravenous port infusion Propofol and Ketamine on brain injuries during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass

LI Qing LUO Xianghong GAO Meiling YANG Yating WANG Xianyu

Department of Anesthesiology, Taihe Hospital Affiliated to Hubei University of Medicine, Hubei Province, Shiyan 442000, China

[Abstract] Objective To investigate the protective effects of continuous intravenous port infusion Propofol and Ketamine on brain injuries during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Methods 90 patients undergoing selective CPB were randomly divided into three groups with 30 cases in each: control group (group A), experimental groups (group B and C). Patients in group A were administered CPB regularly without Propofol or Ketamine intravenous port infusion. In group B, Propofol and Ketamine (1∶1) was continuously intravenous port infused of 1 mg/(kg·h) throughout CPB. In group C, Propofol and Ketamine (1∶1) was continuously intravenous port infused of 2 mg/(kg·h) throughout CPB. All patients were given by anesthesia treatment of conventional hypothermic cardiopulmonary bypass and maintained circulation stability. Blood samples (3 mL) of 90 patients were collected from internal carotid vein after induction of anesthesia (TS1), 1 hour (TS2), 24 hours (TS3) and 48 hours (TS4) after CPB to assay the changes of plasma level of S100β protein. Blood samples (3 mL) were taken from jugular vein of all cases after induction of anesthesia (TN1), 24 hours (TN2), 48 hours (TN3) and 72 hours (TN4) after CPB to assay the changes of plasma level of neuronspecific enolase (NSE). S100β protein and NSE were tested by euzymelinked immunosorbent assay. Blood samples were collected from internal carotid vein of all patients after induction of anesthesia (T1), 5 minutes after the start of CPB (T2), nasopharyngeal temperature being cooled down to 28-32℃ during hypothermia stability period of CPB (T3) , rewarming to 34℃ (T4) and 5 minutes after CPB (T5) to assay the changes of SjvO2, partial pressure of oxygen, and hemoglobin contents. Results S100β protein of ninety patients began to rise 1 hour after CPB and dropped to baseline values within 24 hour after CPB. NSE began to rise 24 hours after CPB and dropped to baseline values within 72 hours after CPB. The plasma S100β protein concentrations [(3.97±0.65), (2.78±0.10) μg/L] of TS2 and NSE [(9.73±1.57), (8.36±1.67) μg/L] of TN2 were significantly lower in group B and C than group A (P < 0.01); the concentrations at TS2 and TN2 in group C were obviously lower than group B (P < 0.05). In all cases, SjvO2 went up at T2 and T3, and slightly declined at T4, and then returned to baseline values at T5. SjvO2 at T3 and T4 in group A were distinctly lower than group B [(88.7±6.2)%, (67.6±3.9)%] and C [(89.8±7.5)%, (69.3±4.3)%] (P < 0.05). There was no permanent central nervous system dysfuctions in all patients. Conclusion Reversible brain injuries take place during CPB, and Propofol and Ketamine continuously intravenous port infusion may lighten this kind of damages, and improve cerebral oxygen supply and demand imbalance during CPB at the same time, furthermore the protective effects may be dose dependent.

[Key words] Propofol; Ketamine; Cerebral protection; Cardiopulmonary bypass; S100β; NSE

体外循环(CPB)围术期发生的全身炎症反应、器官缺氧缺血再灌注、微气栓血栓栓塞、体温变化及氧合失衡等在术后的组织损伤及器官功能失调中起重要作用,尤其脑损伤对心脏手术患者术后神经系统功能恢复有重要影响。因此CPB期间的脑保护一直是研究者探讨的热点。本研究通过监测脑损伤标志蛋白S100β蛋白和神经元性烯醇化酶(NSE)的围术期动态变化[1-2],探讨异丙酚和氯胺酮对体外循环心脏直视手术的脑保护作用,为临床应用提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2010年11月~2013年8月湖北医药学院附属太和医院(以下简称“我院”)收治的拟择期行CPB心内直视手术患者90例,包括房间隔缺损、室间隔缺损、风湿性心瓣膜病等,年龄18~50岁,男39例,女51例,心功能Ⅱ~Ⅲ级,ASAⅡ~Ⅲ级,无脑血管、糖尿病病史,肝肾功能未见异常。有高血压的患者15例术前控制血压在正常范围。剔除术前患脑血管病变、出凝血功能障碍以及CPB时间超过150 min者。所有入组患者在研究过程中均接受常规治疗,本研究均经我院伦理委员会通过,家属均知情同意并签署知情同意书。将90例CPB心内直视手术患者随机分为三组,每组30例。A组为对照组,B组和C组为实验组,A组常规CPB,不行氯胺酮/异丙酚持续静脉端输注,B组在CPB期间氯胺酮/异丙酚1∶1混合1 mg/(kg·h)微泵持续静脉端输注,C组在CPB期间氯胺酮/异丙酚1∶1混合2 mg/(kg·h)微泵持续静脉端输注。

1.2 麻醉方法

麻醉前30 min肌注吗啡0.15 mg/kg、东莨菪碱0.03 mg/kg。麻醉诱导静脉咪达唑仑0.1~0.3 mg/kg,芬太尼10~15 μg/kg,维库溴铵0.10~0.15 mg/kg。麻醉诱导后,常规桡动脉、右颈内静脉穿刺球部置管,用于监测平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP)和采集血液标本,同时处理组患者行左颈内静脉穿刺逆行置管至球部采集脑静脉血标本。麻醉维持以芬太尼10~20 μg/(kg·h),维库溴铵0.08~0.10 mg/(kg·h),辅以异氟醚1.0%~1.5%吸入,必要时追加咪达唑仑维持麻醉深度。德国进口体外循环机,西京鼓泡式氧合器,中度血液稀释(Hb 7~9 g/L),采用非搏动性灌注,浅低温鼻咽温(28~32℃),CPB过程中MAP维持在60~80 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa),体外循环机的灌注流量50~80 mL/(kg·min),冷晶停跳液(托马液)加局部低温保护心肌。开放主动脉后酌情用多巴胺3~8 μg(/kg·min)及硝普钠适量维持循环稳定。术中常规监测患者的心电图(ECG)、CVP、MAP、呼末二氧化碳分压(PETCO2)、血氧饱和度(SpO2)、温度(T)、尿量及动脉血气分析等参数。

1.3 观察指标

所有患者均在麻醉诱导后(TS1),CPB结束后1 h(TS2)、24 h(TS3)、48 h(TS4)4个时点各取颈内静脉血3 mL备检S100β蛋白;在麻醉诱导后(TN1),CPB结束后24 h(TN2)、48 h(TN3)、72 h(TN4)各取颈内静脉血3 mL备检NSE。S100β蛋白与NSE均采用酶联免疫法测定。所有病例均在麻醉诱导后(T1)、CPB开始后5 min(T2)、CPB低温稳定期鼻咽温(28~32℃)(T3)、复温至鼻咽温34℃(T4)及停CPB后5 min(T5)5个时点取颈内静脉血测定颈内静脉氧饱和度(SjvO2)。血气分析结果均不以体温校正(α-稳态处理)。

1.4 统计学方法

采用SPSS 15.0软件分析。计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,采用方差分析,两两比较采用LSD-t检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组一般资料比较

90例CPB心内直视手术患者的年龄、体重、术前射血分数、CPB时间、主动脉阻断时间、最低鼻咽温、平均灌注压差异均无统计学意义(P > 0.05),具有可比性,见表1。所有病例术后均痊愈出院。

2.2 三组各时间点S100β蛋白和NSE浓度变化比较

所有患者的血清S100β蛋白值均在TS2升高,TS3回至基础值;血清NSE值均在TN2升高,TN4回复基础值。与A组比较,B组和C组TS2的血清S100β蛋白值[(3.97±0.65)、(2.78±0.10)μg/L]及TN2的血清NSE值[(9.73±1.57)、(8.36±1.67)μg/L]差异有高度统计学意义(P < 0.01)。C组与B组相比,患者TS2血清S100β蛋白及TN2血清NSE水平差异有统计学意义(P < 0.05),见表2、3。氯胺酮/异丙酚的剂量与TS2血清S100β蛋白值呈负相关,相关系数r = -0.613,与TN2血清NSE值呈负相关,相关系数r = -0.519;与TS3血清S100β蛋白值及TN4血清NSE值无相关性。

表2 三组各时间点S100β蛋白浓度变化比较(μg/L,x±s)

注:与A组比较,*P < 0.01;与B组比较,#P < 0.05

表3 三组各时间点神经元性烯醇化酶浓度变化比较(μg/L,x±s)

注:与A组比较,*P < 0.01;与B组比较,#P < 0.05

2.3 三组患者各时间点SjvO2变化比较

90例患者的SjvO2在T2~3升高,T4时轻度降低,T5回复基础值。A组与B、C组比较,T3[B组:(88.7±6.2)%;C组:(89.8±7.5)%]、T4[B组:(67.6±3.9)%;C组:(69.3±4.3)%]SjvO2值差异有统计学意义(P < 0.05),其他各时点组间比较差异无统计学意义(P > 0.05),C组与B组比较差异无统计学意义(P > 0.05)。见表4。所有患者均无永久性中枢神经系统功能障碍。

表4 三组各时间点颈内静脉氧饱和度变化情况(%,x±s)

注:与A组比较,#P < 0.05

3 讨论

CPB下心脏直视手术的主要并发症之一,其原因有CPB围术期发生的全身炎性反应、缺氧缺血再灌注损伤、微血栓栓塞及氧合失衡等。其中脑缺氧缺血再灌注损伤和氧合失衡是体外循环脑损伤的关键因素。研究发现,在体外循环下心脏直视手术麻醉中选用合适的和麻醉方案有利于脑保护[3-4]。异丙酚和氯胺酮是临床常用的静脉全麻药,研究表明异丙酚可抑制脑代谢和钙离子内流,减少兴奋性氨基酸毒性和自由基产生而达到保护脑作用;氯胺酮通过拮抗N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA受体)而阻断与之相藕联的Ca2+通道,降低谷氨酸的兴奋性细胞毒性而减轻缺血缺氧性损害而发挥脑保护作用[5-6]。但目前异丙酚和氯胺酮对体外循环心脏直视手术中的脑保护作用尚未定论[7]。

S100β蛋白主要存在于中枢神经系统的神经胶质细胞中,正常成人血清中检测不到S100β蛋白的存在,当脑细胞损伤时(脑外伤、蛛网膜下腔出血、脑卒中及体外循环等),S100β蛋白被释放至脑脊液和血液中,导致血清及脑脊液中S100β蛋白浓度升高,超过0.5 μg/L时即有病理意义,它主要反映神经胶质细胞的损伤程度[8]。血清和脑脊液中S100β蛋白浓度变化是判断神经系统损伤程度及评价各种脑保护措施的效果特异性指标[9-11]。NSE是存在于神经元的糖酵解途径关键酶,神经元损伤时被释放至脑脊液和血液中,脑脊液和血清中NSE的变化是反映神经元损伤程度的标志物,而神经胶质细胞的损伤对其影响甚微[11]。S100B蛋白和NSE联合监测心脏术后患者,可敏感地检测出临床上检查不出的轻度脑损害[10]。本实验中所有患者S100β蛋白在TS2升高,NSE在TN2升高,B组和C组TS2的血清S100β蛋白值及TN2的血清NSE值比A组统计学降低。表明CPB引起一定程度的脑损伤,围手术麻醉期异丙酚和氯胺酮持续静脉端输注可减轻这种脑损伤,对CPB期间的脑保护具有重要意义。

CPB心脏直视手术的脑损伤主要与CPB期间非搏动性血流、心脏房室腔和主动脉及人工心肺装置等形成的微气栓血栓栓塞,导致局部脑组织缺血缺氧性损伤和缺血再灌注后氧自由基大量产生释放及细胞内钙超负荷,兴奋性神经递质及γ-氨基丁酸(GABA)等抑制性神经递质的作用,引起一系列级联反应参与细胞损伤过程[12]。谷氨酸是这些级联反应的重要启动因子之一,在谷氨酸诱导的多途径级联反应中,NMDA受体过度被激活起着重要的作用[13]。临床上常用的静脉氯氨酮与异丙酚均是NMDA受体直接或间接非竞争性拮抗剂,研究发现氯胺酮和异丙酚均具有抑制兴奋性氨基酸产生和释放的保护作用,降低大鼠脑内天冬氨酸、谷氨酸及甘氨酸三种兴奋性氨基酸含量,抑制Ca2+内流,促进线粒体能量代谢恢复,从而减轻神经细胞急性水肿。临床研究表明,在脑外伤手术中异丙酚和氯胺酮静脉复合麻醉不升高ICP,同时对脑代谢有明显抑制作用[14]。脑缺血再灌注损伤引起能量代谢障碍、氨基酸释放等一系列生化级联反应在缺血后数秒或数分钟内既开始,氧自由基在再灌注后爆发形成。氯胺酮对脑缺血再灌注损伤的防治机制是与NMDA受体通道复合物的苯环己哌啶调节位点(PCP)结合而阻断NMDA受体反应,减少NMDA受体介导的Ca2+内流从而抑制了细胞内Ca2+超载,并抑制缺血ATP快速耗竭,维持线粒体膜的稳定,统计学减轻NMDA受体过度激活所致的氧自由基损伤[12,15]。异丙酚脑保护作用机制是与GBAAA受体的BD识别位点结合,激动GABAA受体产生抑制性突触后电流抑制Glu受体激活,使突触后膜超极化,减少兴奋性氨基酸释放,并间接抑制NMDA受体的激活,从而减轻脑缺血缺氧性损伤[13,16],其脑保护作用包括:①清除自由基抑制脂质过氧化作用;②统计学降低脑葡萄糖代谢和氧代谢率;③抑制兴奋性氨基酸的产生和释放;④降低颅内压。本研究基于氯胺酮和异丙酚各自的药理特性,将二者联合应用于CPB心脏直视手术,取长补短优势互补,发挥更强的脑保护效应,本研究结果发现,围术期氯胺酮和异丙酚能显著降低脑损伤患者血清S100β蛋白和NSE浓度,其作用效应有剂量依赖性,相比,B和C组T3~4期SjvO2值与A组比较明显升高,表明异丙酚和氯胺酮持续静脉端输注能降低体外循环心脏直视手术中的脑代谢和氧耗量,对CPB心脏直视手术患者围术期有显著的脑保护效应。

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丙酮的作用篇2

关键词: 乙酰丙酮;合成;应用 

 

乙酰丙酮又名2.4-戊二酮,二乙酰基甲烷,是一种重要的有机合成原料。常温下乙酰丙酮为无色或微黄色易流动的透明液体,熔点-23℃,沸点140.6℃。纯品有酯的气味,工业品因含有少量杂质略有臭味,呈微黄色。乙酰丙酮微溶于水,能与乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、冰醋酸等有机溶剂混溶。乙酰丙酮可与许多金属形成盐,与氢氧化钾作用形成丙酮和酮式两种互变异构体的混合物,处于动态平衡中,其中烯酮式异构体由于形成分子内氢键,所占比例较大,为82%-83%。乙酰丙酮在水中不稳定,易分解出醋酸和丙酮。光照射会自聚成树脂,变成褐色液体。 

 

1.乙酰丙酮的应用 

乙酰丙酮用途极广,主要用于生产药品、饲料添加剂和催化剂,此外还用作合成中间体的溶剂以及用于粘合剂,燃料添加剂和金属螯合剂。在医药工业中,乙酰丙酮用于生产磺胺二甲基嘧啶等。在兽药和饲料添加剂方面主要用于合成抗鸡球虫病药物尼卡巴嗪的原料之一。乙酰丙酮在欧美主要用于生产兽药及饲料添加剂,在日本主要用于生产催化剂。我国主要用于生产磺胺药,部分用于兽药,少部分用于生产催化剂。 

 

2.乙酰丙酮的合成 

乙酰丙酮的合成工艺主要有丙酮一乙酸乙酯法、丙酮一醋酐法、乙酰乙酸乙酯-醋酐法、丙炔-醋酸法、乙烯酮-丙酮法等。 

2.1 丙酮一乙酸乙酯法 

在反应釜内加入金属钠、乙醚和冷的无水乙酸乙酯,搅拌下滴加丙酮,保反应温度为45-55℃,最佳pH值6~6.5。反应物经分离,精馏得乙酰丙酮。反应过程中放出大量热,当温度超过70℃时有副反应发生。这种方法的缺点是产生大量废水,20kg金属钠可制取50.3kg乙酰丙酮,副产物为34kg的氯化钠,41.3kg醋酸钠和153kg水。 

2.2 丙酮一醋酐法 

采用BF3作为催化剂,使用丙酮与醋酐缩合,精制得产品。该工艺简单技术成熟,产率高,可达80~85%。这种方法的缺点是BF3是危险品且用量大,安全性较差,废液处理难度大,成本高,经济效益不大。 

2.3 乙酰乙酸乙酯-醋酐法 

在装有分馏塔的反应器中投入惭酰乙酸乙酯,醋酐和催化剂氧化镁,混合后加热到130℃,反应10-13小时后,温度升至135-140℃继续反应5小时,精馏得到乙酰丙酮,收率约83.4%。这种方法操作简单,产率稳定,污染小,经济效益好。

2.4 丙炔-醋酸法 

丙炔与醋酸反应生成醋酸异丙烯酯,最佳条件是温度240~250℃,丙炔过量5~6mol,压力0.2~0.5Pa,催化剂为醋酸锌,醋酸转化率为80%时,醋酸异丙烯醋产率高达92%,在管式反应器中醋酸异丙烯酯重排,反应温度450~480℃,产物经冷凝器冷却后输入澄清器,澄清液输入精馏塔分离出乙酰丙酮。这种工艺以炼厂气或裂解气为原料,经济效益较好。 

2.5乙烯铜一丙酮法 

根据生成乙烯柄原料的不同,分为丙酮路线和醋酸路线。该方法的第一步是丙酮或醋酸热裂解生成乙烯酮;第二步用丙烯酯异构化生成乙酰烯酯;第三步在催化刘作用下,醋酸异丙烯酯异构化生成乙酰丙酮。丙酮或醋酸裂化是一个可逆热分解反应,裂解的过种中产生一氧化碳、甲烷、氢等副产物。乙烯酮在酸催化剂作用下被丙酮吸收生成醋酸异丙烯酯。由于该反应吸热,一般在低温下进行。生成的醋酸异丙烯酯在催化剂的作用下,高温异构化重排生成乙酰丙酮。催化剂的加入使副反应、副产物质种类减少,转化率、产率提高,产量增加。虽然乙烯酮一丙酮法是目前主要的工业合成方法,但该方法存在着能耗高,收率较低等明显缺陷。

3.展望 

我国现已加入WTO,其下游医药产品出口形势越来越好,这使乙酰丙酮的需求出呈现快速增长趋势。开发生产乙酰丙酮的合理工业化途径,具有良好的市场前景。针对产业现状,提出以下发展建议: 

一是不断提高合成技术,借鉴国外先进技术对现有装置进行改造。新建装置宜采用醋酸裂解制乙烯酮的方法,目前该技术国内已经开发成熟。随着东南亚地区,如马来西亚、新加坡等多套羰基化法制醋酸装置的投产及国内几套大规模醋酸装置陆续投产,醋酸拱应比较充足,价格平稳。利用醋酸裂解制乙烯酮,然后与丙酮反应制备乙酰丙酮的经济性将日益显现。加外,在原料和产物价格适宜的条件下,也可考虑采用投资小、反应条件温的乙酰乙酸乙酯-醋酐法。 

二是大力拓展乙酰丙酮应用领域。目前我国90%以上产品用于医药和兽药生产。在国外,日本80%用于石化反革命应催化剂、助催化剂、溶剂和胶粘剂。欧美国家在催化剂、溶剂等方面的用量出占其消费总量的50%以上。因此,国内应加大乙酰丙酮的应用研究。 

三是与国外发达国家相比,我国乙酰丙酮生产规模较小,无法体现规模效益,不易实现自动化控制。应在具有原料和技术优势的企业,采用先进生产工艺,建设年产3000-5000吨规模化装置。这样不仅可以满足国内市场需求,还能获得良好的经济效益。 

 

参考文献 

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丙酮的作用篇3

关键词:顶空气相色谱法,丙酮,尿

 

1 引 言

丙酮主要对中枢神经系统产生抑制、麻醉作用。高浓度接触对个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害;急性中毒时可发生呕吐、气急、痉挛甚至昏迷;对人体的长期损害表现为对眼的刺激症状如流泪、畏光和角膜上皮浸润等,还可表现为眩晕、灼热感,咽喉刺激、咳嗽等。尿中丙酮作为接触指标,在丙酮接触作业工人体检中属应查项目,建立尿中丙酮的检测方法是非常必要的。目前现有的《生物样品中有害物质极其化合物的检测》未列出尿中丙酮的检测方法[1],而利用顶空气相色谱法对尿中丙酮进行检测更是未见报道。本文对尿中丙酮的检测方法进行了研究和探讨,采用顶空气相色谱法对生物尿样中丙酮进行测定,使用氢焰离子化检测器,FFAP:101酸洗白色担体=10:100色谱柱,分离效果好,未见拖尾和漂移,峰型对称,峰高与浓度呈线性关系,杂峰少;同时验证出无水硫酸钠可以提高尿中丙酮测定的灵敏度,从而建立了尿中丙酮测定的新方法。此方法回收率为95.8%~103.4%;相对标准偏差为4.5﹪~2.6﹪,均低于5﹪,相关系数为0.9997。方法检出限为4.8×10-4μg/mL,最低检测浓度2.4×10-4mg/L,尿中丙酮在2.4×10-4~1 mg/L范围呈线性关系,结果令人满意。方法准确度高,操作简便,可行性好,是丙酮接触作业工人体检中应查项目的良好检测方法,可以在基层推广应用。

2 实验部分

2.1 实验原理

在密闭的顶空瓶内,丙酮分子从液相中逸出至气相中,在一定温度下,丙酮分子在气液两相之间的分配达到动态平衡,此时丙酮在气相中的浓度和它在液相中的浓度成正比气相中的丙酮经色谱柱分离,氢焰离子化检测器检测,保留时间定性,峰高或峰面积定量。

2.2 仪器

2.2.1 磨口玻璃瓶,100mL

2.2.2 尿比重计

2.2.3 顶空瓶,30mL玻璃瓶,带配套硅橡胶帽

2.2.4 恒温水浴箱,控温精度±1℃

2.2.5 注射器,1mL

2.2.6气相色谱仪,氢焰离子化检测器。仪器操作条件:色谱柱,FFAP:101酸洗白色担体=10:100,2m×3mm,柱温80℃,检测器温度120℃,汽化室温度120℃,载气(高纯氮气)流速60mL/min

2.3  试剂

2.3.1 FFAP:101酸洗白色担体

2.3.2 无水硫酸钠

2.3.3 标准溶液:于100 mL容量瓶中加入约30 mL水,用微量注射器准确吸取5μL丙酮(色谱纯,于20℃,1μL丙酮为0.789mg)注入容量瓶中,加水至刻度,此溶液为39.5μg/mL丙酮标准储备液,分析前用水稀释成0,0.4,1.0,2.0 μg/mL丙酮标准溶液。

2.4 样品的采集、运输和保存

用磨口玻璃瓶收集接触班后尿样,尿样≥50mL,混匀后,即测量比重,迅速运输,置于4℃冰箱中可保存3天。

2.5 分析步骤

2.5.1 样品处理

将样品充分摇匀后,取2mL置于顶空玻璃瓶中,立即用硅橡胶帽封紧瓶口,供测定。同时取2mL正常人混合尿,与样品同时测定,作为空白对照。

2.5.2 标准曲线的绘制

取6支顶空玻璃瓶,分别加入2克无水硫酸钠,除第一支外,其余各支分别加入0.1mL标准溶液,用正常人混合尿补到2ml,配成丙酮浓度为0,0.02,0.05,0.10μg/mL标准系列,立即用硅橡胶帽封紧瓶口,混匀后,放入65℃水浴中恒温30min。参照仪器操作条件,将气相色谱仪调节到最佳测试状态,在保温条件下,用注射器从瓶塞处抽取瓶内上部空气0.5 mL进行测定,以丙酮浓度(μg/mL)对相应的峰高均值绘制标准曲线。

2.5.3 样品测定

同标准曲线的绘制,测定样品和空白对照溶液,样品的峰高减去空白峰高后,由标准曲线得丙酮的浓度(μg/mL),丙酮含量高的尿样稀释后测定。

2.5.4 计算

按下式计算丙酮的浓度

C=m×k

式中,C—尿中丙酮的浓度(mg/L);

m—由标准曲线得丙酮浓度(μg/mL);

k—尿换算成标准比重下的浓度校正系数。

3结果与讨论

3.1 操作条件的选择

3.1.1 色谱柱的选择

选用①GDX-102,柱长2 m,②聚乙二醇6000:6201担体=5:100,柱长2 m,③FFAP:101酸洗白色担体=10:100,柱长2 m。

分别取标准系列中的0瓶及0.05μg/mL瓶中上部气体0.5ml进行测定。经实验发现,丙酮在柱①上的峰型有些圆钝,稍宽;丙酮在柱②上的峰型有些尖,拖尾;丙酮在柱③上分离效果最好,峰型对称,未见拖尾和漂移,杂峰少,并且峰高与浓度呈线性关系,因此本文选用柱③进行检测。色谱图见图1,1号峰为空气峰;2号峰为柱①上的丙酮峰;3号峰为柱②上的丙酮峰;4号峰为柱③上的丙酮峰。

t/min

图1 丙酮在不同色谱柱上的色谱图

Fig1 chromatography of acetone

3.1.2 柱温的选择

为了能使丙酮峰完全分离,有良好的柱效,且峰型好,本文对柱温,检测器温度,汽化室温度进行优选。柱温从60~120℃,检测器温度从80~150℃,汽化室温度从80~180℃,用正交试验法进行优选,最后选用柱温80℃,检测器温度120℃,汽化室温度120℃为最佳测定条件。

3.1.3无水硫酸钠的选择

据资料[2]知,测定尿中甲醇时加入无水硫酸钠可以降低水蒸气压力,能提高方法的灵敏度。本实验在测定丙酮时也加入了一定量的无水硫酸钠,实验结果表明,无水硫酸钠对尿中丙酮的测定也能提高灵敏度,故测定时可加入2g无水硫酸钠。

3.2  方法回收率与精密度

取2mL尿样分别加入0.4,1.0,2.0μg的丙酮标准溶液,在选定的色谱条件下进行测定,各测定3次,其加标回收率为95.8﹪~103.4﹪,相对标准偏差为4.5﹪~2.6﹪,均低于5﹪,变异系数为2.6%~4.5%,相关系数为0.9997,见表1。

表1 加标回收率及精密度

Table 1 labled recorvery rate and precision degree

 

丙酮的作用篇4

关键词 溶媒;溶媒结晶;母液;减压蒸馏;回收率

中图分类号:TQ460 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)15-0083-02

1 母液回收技术研究内容

合成药物及抗生素药物的提取大多采用有机溶媒结晶的方法,为了降低生产成本,减轻环境污染,各个生产厂家都在进行有机溶媒回收的研究和利用,本文选取丙酮这一溶媒作为研究的方向,介绍在丙酮回收方面研究的方法及所取得的成绩。

2 丙酮回收研究方法

2.1 丙酮的理化性质

丙酮是一种无色液体,具有令人愉快的气味(辛辣甜味),易挥发,能与水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、乙醚及大多数油类混溶;相对密度(d25)0.7845,熔点-94.7℃,沸点56.05℃,闪点-20℃,易燃。

2.2 丙酮回收研究的内容

2.2.1 水循环真空泵排气端安装冷凝器,冷凝回收丙酮

国内大部分的药物生产企业在溶媒结晶的过程中,采用水循环真空泵为其提供真空抽滤在抽虑的工程中,由于丙酮容易挥发,加上水循环真空泵的抽气量大,在生产的过程中损失大量的丙酮,造成丙酮的单耗高,带来一定的成本压力。通过安装一台冷凝装置,使气化的丙酮液化,将液化后的丙酮进行收集、提纯,达到节能降耗、提高回收率的目的。

项目组选取一药物生产企业作为研究对象,该企业有两台水循环真空泵,真空泵排气量为500立方米/小时,我们在该真空泵排气总管尾端加装一台20平方米换热器和一台丙酮收集罐(利用其现有设备),降温系统(采用其现有的循环水)并配制部分管道,使换热器和收集罐之间形成一定的高位差,以便冷却成液体的溶媒直接流进收集罐暂存,在进行废溶媒交接时,将收集的溶媒进行蒸馏回收套用,达到节能的目的,项目丙酮冷凝效果明显。

表1所示为冷凝器安装前后,丙酮收集罐内收集丙酮的情况(这些数据是项目组成员在给药企做试验所得,其他企业可以根据本公司的具体情况进行试验验证)。

数据分析:表1分别统计了同样生产产量,同样丙酮使用量的情况下,丙酮冷凝器安装前后丙酮的回收量的对照,本次共选取了5天作为对照,从上表可以看出,安装冷凝器后,丙酮的日回收量较安装前增加了130 L,回收效果明显。

2.2.2 降低溶媒温度,减少溶媒挥发

众所周知,有机溶媒的挥发度随温度的升高逐渐增加,因此若能让溶媒温度降低或在使用传输时始终处于一个较低的温度,可以有效地减少溶媒的在储存、转移、使用过程中的挥发。表2为丙酮饱和蒸汽压与温度之间关系的对照表。

通过上表可以看出,随着丙酮温度的升高,饱和蒸汽压也随着升高,温度由10℃升高至34℃,饱和蒸汽压升高了近700 kpa,针对这一课题,我们通过在该药企的母液管道上计算冷凝器的换热面积,通过与母液回收成本的对比,确定了母液回收温度的控制范围由原来的30℃-35℃降低到14℃-16℃,这样既降低了丙酮消耗,又兼顾了回收成本,通过计算安装了一台15 m2的冷凝器,有效地减少了丙酮的挥发。

2.2.3 减压蒸馏技术在溶媒回收种的应用

液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度,因此液体的沸点是随外界压力的变化而变化的,如果借助于真空泵降低系统内压力,就可以降低液体的沸点,这便是减压蒸馏操作的理论依据,减压蒸馏是分离可提纯有机化合物的常用方法之一。

我们将减压蒸馏的方法应用到该药企的研究过程中,在常压蒸馏的设备系统上安装了真空系统,降低蒸馏过程的系统压力,降低液体沸点,使丙酮蒸馏更彻底,相对耗能更低,进而降低了回收丙酮的单位成本,提高了单位丙酮的回收率。

表3所示为采用减压蒸馏装置后,丙酮回收率的对照表(这些数据是项目组成员在给药企做试验所得,其他企业可以根据本公司的具体情况进行试验验证)。

数据分析:上表分别统计了常压蒸馏和减压蒸馏丙酮返还率的对照,通过上表可以看出,常压蒸馏的丙酮返还率为95.2%,减压蒸馏的丙酮返还率为98.1%,采用减压蒸馏后,收率较常压蒸馏提高了2.9%,减少了丙酮的消耗,同时也减轻了环境污染,另外由于减压蒸馏方式的采取,降低了丙酮的沸点,在一定程度上降低了蒸汽消耗,此项没有在科研项目中进行

统计。

3 结论

以上方法可独立使用,也可联合使用。通过对以上课题的开展,我们在该药企成功的实现了丙酮消耗的降低,由于丙酮等有机溶媒在性质上有一定的相似性,所有研究的课题可应用于其他有机溶媒的回收,希望可以通过这一课题的成果让国内的生产企业有效地降低单耗,降低生产成本,提高市场竞争力,减轻对环境的污染。

参考文献

[1]吴德荣主编.化工工艺设计手册[M].化学工业出版社.

作者简介

丙酮的作用篇5

[关键词]异丙酚;氯胺酮;小儿麻醉

[中图分类号]R971 [文献标识码]A [文章编号]1673-7210(2007)07(a)-042-02

异丙酚具有起效迅速、诱导平稳和恢复快等特点,氯胺酮是唯一具有明显镇痛作用的静脉,两者常用于小儿门诊手术的麻醉。本研究在小儿门诊手术中采用异丙酚-氯胺酮混合液配方,评价其临床使用价值。

1 资料和方法

1.1 一般资料

门诊择期手术的患儿60例,ASAⅠ~Ⅱ级,年龄3~6岁,体重13~20 kg。所有患儿肝、肾功能均未见异常,无近期上呼吸道感染史。将病人随机分成2组:处理组(n=30)和对照组(n=30)。病种包括腹股沟斜疝、鞘膜积液、尿道口囊肿、包茎及包皮过长等。两组患儿的性别比、年龄、体重及身高无明显差别(表1)。

1.2 用药方法

术前30 min口服1.5%咪达唑仑糖浆0.5 mg/kg。进入手术室后开放外周静脉,输入乳酸钠林格氏液,连接惠普多功能监护仪,监测心电图、脉搏、血氧饱和度和无创血压等生命体征。静脉注射阿托品0.01 mg/kg后,处理组在30 s内分别静注氯胺酮1~1.5 mg/kg和异丙酚1~1.2 mg/kg诱导,继以异丙酚-氯胺酮混合液(内含异丙酚4 mg/ml,氯胺酮2 mg/ml)微量泵连续静脉输注维持,起始速率为异丙酚4 mg/(kg・h)、氯胺酮2 mg/(kg・h),根据手术刺激增减药物剂量,术中保留自主呼吸,面罩吸氧。对照组在30 s内静注氯胺酮2 ml/kg诱导后,以微量泵按2~4 mg/(kg・h)的速率连续输注维持。手术结束前5 min两组均停止给药。由一位对用药不知情者观察并记录诱导前(T1)、诱导后后60 s(T2)、切皮时(T3)及手术结束时(T4)的HR、SpO2、SBP、DBP和麻醉恢复时间,并记录用药后可能出现的不良反应。

1.3 统计分析

用SPSS13.0软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差表示,组内比较采用单因素方差分析,组间比较采用团体t检验,计数资料采用χ2检验,P

2 结果

两组患儿诱导后,其SBP、DBP和HR较诱导前均明显升高,且对照组升高的水平较处理组更为明显(表2)。

麻醉恢复期间,处理组的睁眼时间、意识恢复时间及停留PACU时间较对照组明显缩短(表3)。

不良事件的发生率见表4。

3 讨论

近年来小儿门诊手术量逐年增加,多数仍采取以氯胺酮为主的静脉麻醉方法。氯胺酮是苯环哌啶类衍生物,其作用机制尚不完全清楚。氯胺酮的镇痛和镇静作用与剂量相关。氯胺酮能促进体内释放儿茶酚胺,引起心率增快、血压升高、呼吸加快[1,2]。苏醒期间,患儿常出现幻觉和谵妄。氯胺酮可增加颅内压,有致惊厥作用。正由于上述副作用,氯胺酮的应用范围较前明显缩小。异丙酚是一种新型静脉,具有起效快、维持时间短等特点,但缺乏明显的镇痛作用,对心血管系统有一定的抑制作用[3],因此临床上常与其他镇痛药联合应用。

本研究发现,麻醉期间处理组的SBP、DBP和HR较对照组更为稳定,这是因为两种药物的血流动力学效应相反,异丙酚能抑制氯胺酮的心血管兴奋作用,而氯胺酮能减轻异丙酚的心血管抑制作用所致。异丙酚和氯胺酮均有呼吸抑制作用,减慢注药速度和吸氧可使SpO2保持稳定。异丙酚联合氯胺酮麻醉可以减少各自药物的用量,处理组的睁眼时间、意识恢复时间和停留PACU时间明显短于对照组,这有利于患儿尽早复苏。再者,氯胺酮能减轻异丙酚的注射痛[4],这使得患儿在诱导期的生命体征更趋于平稳。

总之,与传统全凭氯胺酮静脉麻醉相比,异丙酚和氯胺酮混合配方具有安全可行、可控性好、恢复快等优点,可用于小儿门诊手术麻醉。

[参考文献]

[1]Frizclle HP,Duranteau J,Samii parison of propofol with a propofol-ketamine combination for sedation during spinal anesthesia[J]. Anesth Analg,1997,84(6):1318-1322.

[2]Perssor J,Schmin H,Hellstrom G,et al.Ketamine antagonizes alfentanil-induced hypoventilation in healthy male volunteers[J].Acta Anesthesiol Scand,1999,43(4):744-752.

[3]周少丽,马武华,陈秉学.异丙酚对心血管系统的影响[J].国外医学麻醉学与复苏分册,2002,23(6):329-331

[4]赖峻松.小剂量氯胺酮预防异丙酚注射痛的临床观察[J].福建医药杂志,2004,26(4):52.

(收稿日期:2007-05-23)

丙酮的作用篇6

焊接胶沾到手上,使用丙酮一般就可以洗掉。但是使用丙酮一定要注意,丙酮有一定的毒性,它会对眼睛造成很大的刺激,如果不小心进入到了眼睛,立即用大量清水清洗,清洗时可以使用稀碳酸氢钠溶液。

丙酮,英文名是acetone,分子式为C3H6O,又名二甲基酮,为最简单的饱和酮。是一种无色透明液体,有特殊的辛辣气味。易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。易燃、易挥发,化学性质较活泼。

丙酮的工业生产以异丙苯法为主。丙酮在工业上主要作为溶剂用于炸药、塑料、橡胶、纤维、制革、油脂、喷漆等行业中,也可作为合成烯酮、醋酐、碘仿、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯、氯仿、环氧树脂等物质的重要原料。也常常被不法分子做毒品的原料溴代苯丙酮。

(来源:文章屋网 )

丙酮的作用篇7

齐拉西酮片为一种非典型的抗精神病药,为探讨其治疗精神分裂症的疗效和不良反应,作者以国产齐拉西酮片(力复君安)与氯丙嗪进行对照治疗比较。现将结果报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料 观察对象均为本院2007年6月至2007年12月住院患者,均符合中国精神障碍分类与诊断标准第3版精神分裂症诊断标准,阳性与阴性症状量表(PANSS)总分>70分,阴性因子分>35分;病程<2年,首次住院,年龄18~50岁,未用过抗精神病药;排除严重器质性疾病、妊娠及哺乳、药物过敏、酒及药物依赖以及有自杀企图者。共纳入观察36例,按入院先后随机平分为两组,齐拉西酮组和氯丙嗪组,各18例。齐拉西酮组男10例,女8例;年龄18~46岁,平均(27.1±8.5)岁;平均病程(1.2±0.6)年。氯丙嗪组男11例,女7例;年龄18~48岁,平均(27.2±8.4)岁,平均病程(1.1±0.7)年。两组患者性别、年龄,以及入院前病程等基本情况差异均无统计学意义(P>0.05)。

1.2 治疗方法 齐拉西酮组:齐拉西酮每片20mg,初始剂量20mg/d,以后隔3~4d逐渐加量,治疗剂量40~80mg/d,疗程8周。氯丙嗪组:氯丙嗪初始剂量150mg/d,以后隔2~3d逐渐加量,治疗剂量300~600mg/d,疗程8周。观察期间两组患者均不合并应用其他精神药物,有严重锥体外系反应者加用苯海索,焦虑失眠者可酌情使用苯二氮卓类药或普萘洛尔等。

1.3 疗效评定 以PANSS减分率为依据,减分率≥80%为痊愈;≥50%为显著进步;≥30%为进步;<30%为无效。同时以副反应量表(TESS)评定不良反应。在治疗前及治疗第2周进行血常规、尿常规、肝功能、心电图、胸透、脑电图等检查。

1.4 统计分析 全部用SPSS 10.0软件包进行统计分析。以P

2 结果

2.1 两组疗效比较 齐拉西酮组痊愈4例,显著进步8例,进步4例,无效2例,显效率(痊愈+显著进步)为66.6%,有效率(痊愈+显著进步+进步)为88.8%。氯丙嗪组痊愈4例,显著进步7例,进步3例,无效4例,显效率为61.1%,有效率为77.7%。两组疗效比较,差异无统计学意义(P>0.05)。

2.2 两组治疗前后PANSS评分及各因子分评分比较 见表1,2。从表1可见,治疗后两组各周末PANSS总分较治疗前均显著减少,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);治疗后两组各周PANSS总分减分率相似,差异无统计学意义(P>0.05)。从表2可见,两组治疗后除氯丙嗪组治疗4周时阴性症状因子分外,其他各因子分较治疗前均有显著下降,差异有统计学意义(P均<0.01),而治疗8周时齐拉西酮组阴性症状因子分下降比氯丙嗪组更显著,差异有统计学意义(P<0.05)。 表1 两组患者治疗前后PANSS总分评分比较注:与治疗前比较,*P

2.3 两组不良反应比较 齐拉西酮组有直立性低血压1例,口干1例,视物模糊1例,头晕2例,嗜睡1例,肌张力增高2例;氯丙嗪组有直立性低血压7例,口干6例,视物模糊7例,头晕9例,嗜睡8例,肌张力增高10例。氯丙嗪组出现药物不良反应较齐拉西酮组多而重。实验室检查,氯丙嗪组心电图异常5例,丙氨酸氨基转氨酶升高4例;齐拉西酮组心电图异常2例,1例为非特异性T波改变,1例为QTc间期缩短。

3 讨论

据文献报道,利培酮治疗精神分裂症阴性症状,氯丙嗪治疗首发精神分裂症均有一定疗效[1,2]。作者采用开放随机对照方法,对齐拉西酮与氯丙嗪治疗首发精神分裂症的临床疗效和不良反应进行比较,结果表明,两组显效率和有效率差异无统计学意义(P>0.05),且两组治疗后PANSS总分比较差异无统计学意义(P>0.05),说明齐拉西酮与氯丙嗪二者疗效相仿。但治疗前后PANSS各因子比较,组内比较除治疗后4周时氯丙嗪组阴性症状因子分与治疗前无显著变化外,余均较治疗前有下降,差异有统计学意义(P

研究资料表明,在精神分裂症的发病机制中,额前叶多巴胺活性下降,主要引起阴性症状,中脑边缘系统多巴胺功能亢进,引起阳性症状[3]。而齐拉西酮具有独特的多巴胺系统稳定作用,在多巴胺过量的脑区,下调亢进的多巴胺的活性,改善阴性症状,本研究的结论与此观点相符。在不良反应方面,氯丙嗪不良反应多而重,而齐拉西酮主要表现为头痛、恶心、静坐不安等,在镇静、抗胆碱能作用、锥体外系反应(EPS)等不良反应均低于氯丙嗪,且未见有心电图QTc间期的延长。一项正电子发射计算机断层扫描(PET)研究发现,齐拉西酮在多巴胺D2受体占有率超过90%时也不会引EPS。另一项4~6周多中心双盲随机对照研究,齐拉西酮组未见有QTc间期的延长[3],支持本研究的结果。

齐拉西酮对首发精神分裂症疗效与氯丙嗪相仿,对改善阴性症状优于氯丙嗪,且不良反应轻,服用方便,依从性好,故作者认为齐拉西酮是一种安全有效的抗精神病药。

【参考文献】

1 牛金贵,高桂林.利培酮治疗精神分裂症阴性症状对照研究.临床精神医学杂志,2003,13:158.

2 欧国清.氯丙嗪与氯氮平疗效的对照观察.临床精神医学杂志,1999,9:155~156.

丙酮的作用篇8

关键词:丙酮;异佛尔酮;催化剂;浸渍法;机混法

中图分类号:TQ224.22;0643.36 文献标志码:A

文章编号:0367-6358(2015)03-0136-04

异佛尔酮(isophorone,ISO)是丙酮化学中的第一代衍生物,其化学名为3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-酮,分子式为C9H14O,相对分子质量为138.21,外观为无色或淡黄色的透明液体。异佛尔酮因具有较高沸点、很低吸湿性、微小蒸发速度和突出的溶解性能而成为重要酮类溶剂,广泛应用于涂料、胶粘剂、塑料、医药、香料等行业中。

随着国内涂料等行业规模不断扩大,对异佛尔酮的需求日益增加,目前国内小规模生产异佛尔酮主要采用液相缩合法,此法存在丙酮转化率较低、异佛尔酮选择性差、后处理较困难、环境污染严重等问题,因此丙酮气固相缩合法生成异佛尔酮成为最具发展前景的绿色工艺路线。近年来,对于此工艺的研究主要集中在固体催化剂方面,如碱性水滑石、镁铝复合氧化物和镁铝钙复合氧化物等体系,此类催化剂有效提高了丙酮的转化率和异佛尔酮的选择性,但制备方法均为操作复杂、制备周期长、重复性较差的共沉淀法,所以开发制备镁铝体系催化剂的有效方法是实现异佛尔酮工业化的关键。

本文采用操作简单的浸渍法和机混法制备了镁铝催化剂,考察了浸渍催化剂和机混催化剂在丙酮气相合成异佛尔酮反应中的活性,结合BET、XRD、TPD等表征手段对催化剂的结构、组成和表面酸碱性质进行了分析,初步探讨了催化剂制备方法与催化剂性质及催化活性的关联。

1 实验部分

1.1 原料及试剂

氧化镁(粉体),分析纯,天津福晨化学试剂厂;氧化铝(粉体),分析纯,天津天久公司;氧化铝(20~40目载体),天津南开催化剂厂;硝酸镁,分析纯,天津博迪化工有限公司;氢氧化钾,分析纯,天津大学科威公司;丙酮,分析纯,天津大学科威公司。

1.2 催化剂的制备

1.2.1 浸渍催化剂的制备过程

采用浸渍法将2.5%KOH溶液缓慢滴入20~40目氧化铝载体中,室温浸渍2h后80℃干燥4h。将硝酸镁溶液缓慢滴入上述载体中,室温浸渍2h,置于80℃烘箱中干燥24h,于马弗炉中500℃条件下焙烧4h。所得催化剂再次浸渍硝酸镁溶液,即得30%MgO-Al2O3的催化剂,记为K-M-30。

1.2.2 机混催化剂的制备过程

采用机混法按Mg:Al=1:1.8(m01)称量100~200目氧化镁和氧化铝粉体,混合均匀。将其在8.0MPa下压片成型,破碎过筛取20~40目的颗粒,于马弗炉中500℃条件下焙烧4h。将2.5%KOH溶液缓慢滴入上述颗粒中,室温浸渍2h后80℃干燥4h,再于350视点条件下焙烧2h,即得30%MgO-A12O3的催化剂,记为Mg:A1=1:1.8。

1.3 催化剂的评价

采用φ10mm×400mm不锈钢固定床反应器对催化剂进行评价。装入4.0mL催化剂,液空速为1.33h,反应温度为300℃。产物通过冷凝器收集,间歇1h取样,由北分SP-3420气相色谱仪进行数据处理,用面积归一化法进行定量分析。

1.4 催化剂的表征

1.4.1 BET比表面积和孔结构测试

采用美国Micromeritics ASAP 2020型比表面与孔隙度仪测定催化剂的比表面积、平均孔容及孔径值。样品称量200mg,在120℃烘箱中干燥2h,抽真空约3~4h,真空度达到1.33kPa以下,在液氮冷阱中进行N2低温吸附和脱附过程。

1.4.2 X射线衍射

采用荷兰帕纳科公司生产的X’pert Pro 型多晶粉末衍射仪对催化剂进行物相分析,Co Ka 靶(λ=0.1789nm)为辐射源,石墨单色滤光片,狭缝ss/ds=1°,RS0.15mm,管电压45kV,电流30mA,计数器SC,扫描范围5°~90°。通过连续扫描方式,扫描速度为8℃/min,步长为0.0330。

1.4.3 NH3和CO2程序升温脱附

采用NH3-TPD、CO2-TPD测定催化剂的酸碱性。称量200mg催化剂样品装入U型石英反应管,通入氦气以15℃/min升温至焙烧温度预处理30min,待温度降至120℃时,关掉氦气,恒温连续吸附NH3或CO2气体直至饱和,再次通入氦气吹扫物理吸附的气体,直至基线平稳,以10℃/min升温至焙烧温度进行吸附气体的脱附,采用N2000在线采集数据。

2 结果与讨论

2.1 浸渍法和机混法催化剂活性比较

以丙酮气固相合成异佛尔酮的反应为研究对象,对浸渍法和机混法制备的催化剂样品进行活性评价(见表1)。

由表1可知,机混法催化剂对丙酮的转化率稍有下降,但目标产物异佛尔酮的选择性却大幅度提高,由33.05%上升至62.95%。说明机混催化剂相对浸渍催化剂而言,有效促进了丙酮的二聚产物异丙又丙酮与第三分子丙酮的缩合反应,使得中间产物异丙叉丙酮的选择性由48.55%降至20.59%,从而有效提高了目标产物异佛尔酮的选择性。

2.2 催化剂的BET及孔结构分析

对于两个催化剂存在的活性差异,首先对其进行了比表面积及孔结构表征(见表2和图1)。

由表2可以看出,机混催化剂较浸渍催化剂而言,比表面积和孔容都明显增大。由图1可知,两催化剂最可几孔径差异较大,机混催化剂的最可几孔径大约为7.2nm,而浸渍催化剂的最可几孔径大约为12.7nm,这可能是由于浸渍催化剂所用的Al2O3载体本身具有大孔结构所致;不过催化剂的平均孔径相差并不大,这是由于浸渍催化剂存在一定的微孔结构,说明MgO负载量为30%时,MgO已不能均匀分散在载体表面,不仅容易在载体表面富集结晶,而且较容易进入载体体相从而堵塞载体的孔道,从而导致催化剂形成部分微孔结构,从而使催化剂平均孔径减小、比表面积和孔容积也显著下降,这些催化剂表面性质及孔结构的变化与其制备方法直接相关,导致浸渍催化剂活性较差。

2.3 催化剂的XRD分析

对于上述两种不同制备方法的催化剂,对其又进行了晶形结构表征,相关XRD谱图见图2。

由图2可知,两种方法制备的催化剂其晶体结构差异明显,由图中c,d曲线可以看出,浸渍催化剂MgO负载量为30%时,载体表面已经出现了MgO晶体,说明MgO的分散状态已不是单层均匀分散,这与BET分析结果一致。而对于机混催化剂,其晶体结构谱图与纯MgO的谱图很相似,只是78°附近出现了一弥散峰,这可能是由于MgO与Al2O3发生了微弱的相互作用,但大部分催化剂仍然是由两种单一氧化物组成,使得催化剂组分能够发挥酸碱协同作用,即首先利用酸性位使两分子丙酮缩合生成异丙叉丙酮,再利用碱性位使异丙叉丙酮与丙酮进一步缩合生成异佛尔酮,从而提高了异佛尔酮的选择性。

2.4 催化剂的酸碱性分析

由于制备方法的差异,可能会对催化剂的表面酸碱性质产生影响,故对其进行了CO2-TPD和NH3-TPD表征(见图3和图4)。

由图3可知,两类催化剂样品分别在223℃及237℃左右出现NH3脱附峰,机混催化剂的峰温稍向高温偏移,但变化幅度不大。从图4可以看出,机混催化剂的CO2脱附峰稍有差异,分别在200℃和220℃出现了两个峰,而浸渍催化剂则是在210℃出现了单一脱附峰。不过,两种催化剂的表面酸碱中心均属于弱酸弱碱中心,没有强酸强碱中心存在,说明此反应需要的酸碱强度并不大。

对于上述两个催化剂,为了进一步分析催化剂活性与催化剂酸碱量的关系,故对图3、图4中曲线进行了积分计算,以积分面积代表催化剂酸碱量的大小,分析其与催化活性的关系(见表3)。

由表3可知,两催化剂的酸量差别并不大,而机混催化剂的碱量稍大一些,这与两者丙酮的转化率和异佛尔酮选择性的变化趋势相一致。说明催化剂酸量主要影响丙酮的转化率,而碱量的变化主要影响了异佛尔酮的选择性,碱量的增大增强了催化剂夺取丙酮a氢原子的能力,使之更容易生成碳负离子,推动了异丙叉丙酮与第三分子丙酮发生麦克尔反应,从而提高了目标产物异佛尔酮的选择性。而从两催化剂总的酸碱量来说,机混催化剂稍大一些,这与异丙叉丙酮和异佛尔酮总选择性稍高相吻合,说明对于丙酮气相合成异佛尔酮反应而言,酸碱量的大小与催化剂活性直接相关,控制好酸碱配比,使之更好的发挥酸碱协同作用是提高催化活性的关键。

3 结论

(1)镁铝催化剂不同的制备方法对丙酮气相合成异佛尔酮的影响较大,机混催化剂有效提高了异佛尔酮的选择性,是一种简单易行的方法。

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