丁烯和合成气经氢甲酰化反应制戊醛是公认的原子经济性反应,这一反应逐渐成为绿色化学的研究热点。目前1-丁烯氢甲酰化反应研究比较成熟,而2-丁烯氢甲酰化反应依然面临转化率低、产物收率低等问题。因此本文深入研究了2-丁烯氢甲酰化反应的工艺条件、宏观动力学,并分析了转化过程中的丁烯异构反应,为工业化提供理论依据。首先,在100 m L高压反应釜中采用Rh(CO)2(acac)/BIPHEPHOS作为催化体系催化2-丁烯异构氢甲酰化反应,通过单因素实验对工艺条件进行优化,以求得出高收率、高正异比(n正戊醛/n异戊醛)的最优工艺条件。结果表明:当温度105℃、压力0.8 MPa、催化剂浓度0.3 mmol/L、膦铑比4(双膦配体与铑摩尔比)、反应时间3 h、搅拌速率1200 r/min、丁烯用量5 g左右、溶剂用量30 m L,戊醛的收率能够达到59.06%、正异比36.38、催化剂转化频率(TOF)1914.45 h-1。其次,在单因素实验的基础上,对2-丁烯异构氢甲酰化反应进行了动力学实验。分别考察了五个工艺条件(温度、压力、铑浓度、配体浓度以及底物浓度)对正戊醛生成速率的影响。发现在一定范围内,升高温度,降低压力,提高催化剂、配体以及底物2-丁烯浓度有利于正戊醛的生成。根据动力学实验规律,选择合适的正戊醛生成速率方程,利用Matlab非线性拟合函数回归速率方程中的参数,最终得到了正戊醛生成速率方程。并对速率方程进行了检验,发现实验值和理论值基本吻合,结果可靠。最后,对2-丁烯氢甲酰化反应过程中烯烃之间的异构反应进行了探究,发现Rh/BIPHEPHOS催化2-丁烯氢甲酰化的过程中存在2-丁烯异构成1-丁烯以及2-丁烯之间顺反转化;Rh/PPh3催化2-丁烯氢甲酰化过程中不存在2-丁烯的异构。这可以用来解释Rh/PPh3催化2-丁烯氢甲酰化效果不佳的原因。