糠偶姻醋酸酯合成工艺方法.pdf

第2 5卷第2期2 0 2 3年6月暋暋暋暋暋辽宁师专学报(自然科学版)J o u r n a l o fL i a o n i n gN o r m a lC o l l e g e s(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)暋暋暋暋V o l 灡 2 5 N o 灡 2J u n棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁灡2023收稿日期:2 0 2 30 32 6作者简介:崔巍(1 9 7 1-),男,辽宁抚顺市人,副教授,主要从事应用化学方向研究.暰 实验技术研究暱糠偶姻醋酸酯合成工艺方法崔暋巍,张暋颖(抚顺职业技术学院 化学工程系,辽宁 抚顺1 1 3 1 2 2)暋暋摘暋要:为了获得糠偶姻醋酸酯最佳收率,以V B1作为催化剂,从原料配比、反应温度、反应时间3个因素着手,对以糠偶姻与醋酸酐合成糠偶姻醋酸酯的工艺方法进行研究.最佳实验条件为:n(糠偶姻)暶n(醋酸酐)=1 暶 1 灡 2,反应温度7 0曟,反应时间6 0m i n.此时,最高收率可达9 1 灡 3%.该实验工艺简单,操作过程稳定,是合成糠偶姻醋酸酯比较理想的工艺方法.关键词:糠偶姻;醋酸酐;糠偶姻醋酸酯;酯化反应中图分类号:O 6 2 6 灡 1 1暋暋文献标识码:A暋暋文章编号:1 0 0 8-5 6 8 8(2 0 2 3)0 2-0 1 0 5-0 4糠偶姻单酯类衍生物是合成杂茂化合物重要的中间体,也是不饱和聚酯紫外辐射交联反应的有效催化剂1.安息香是重要的化工原料和有机合成试剂.芳香醛类及少数不含毩 灢氢的脂肪醛,在含N a C N或K C N的水灢乙醇溶液中短时间温热即发生双分子缩合反应,生成芳香族毩灢羟基酮类,或称之为安息香类化合物,此反应称为安息香缩合反应.该反应由于使用剧毒氰化物作为催化剂,因此极不安全2 灢 3.目前,研究者已找到盐酸硫胺素(V B1)代替氰化物来催化苯甲醛缩合安息香,如:李涵等4以超声辅助对苯甲醛进行安息香缩合,将反应时间缩短到7 5m i n,但是苯甲醛合成安息香的收率仅为5 0 灡 6%;孙耀冉等5以苯甲醛为原料,在微波辐射技术下合成了安息香,将反应时间缩短到2 0m i n,但收率仅为5 9 灡 4 3%.本研究从应用角度出发,以糠醛为原料,以环境友好型V B1为催化剂6,在碱性条件下采用安息香缩合反应合成中间体糠偶姻,再利用糠偶姻与醋酸酐发生酯化反应制备糠偶姻醋酸酯,并对实验工艺条件进行改进,得到了较好的收率和纯度.1暋实验部分1 灡 1暋实验原理以V B1作为催化剂,将糠醛缩合成糠偶姻,再用醋酸酐与糠偶姻酯化合成糠偶姻醋酸酯,整个反应过程如下:1 灡 2暋试剂与仪器糠醛:A R级,农安县糠醛厂;V B1、醋酸酐、醋酸钠:A R级,武汉化学试剂厂.1 0 6暋暋辽宁师专学报(自然科学版)2 0 2 3年第2期J B 5 0 灢 D型电动搅拌器,上海标本模型厂;WR R熔点仪,上海仪电物理光学仪器有限公司;V a r i oE L元素分析仪、N i c o l e tAVAT A R3 6 0型红外光谱仪,美国惠普公司.1 灡 3暋实验步骤1 灡 3 灡 1暋糠偶姻的制取向2 5 0m L三口烧瓶中加入8 灡 0gV B1、1 6m L水、6 4m L乙醇、3 3m L糠醛,搅拌,6 5曟加热回流2 灡 0h,冷却,结晶析出,抽滤,洗涤,在1 0 0m L乙醇中重结晶得白色针状晶体,收率为8 2 灡 7%.熔点1 3 81 3 9曟,与文献 7中数据一致.1 灡 3 灡 2暋糠偶姻醋酸酯的制取在1 0 0m L三口烧瓶中安装电动搅拌器、回流冷凝管和温度计,加入一定量糠偶姻、醋酸钠(3 灡 0g)和醋酸酐,水浴加热至7 0曟,溶液呈红色,保持6 0m i n.冷却,水洗,氢氧化钠水溶液中和,抽滤,干燥后得到目标产物,收率为9 1 灡 3%.2暋实验结果与分析2 灡 1暋熔点分析合成产物经分离提纯后得到灰白色粒状晶体,用熔点仪测定其熔点为7 1 7 3 曟,与文献7中数据一致.2 灡 2暋原料配比对糠偶姻醋酸酯收率的影响暋暋原料配比对糠偶姻醋酸酯收率的影响列于表1.由表1可见,糠偶姻和醋酸酐最佳的原料配比为1暶1 灡 2,原因是醋酸酐反应生成的醋酸通过加入醋酸钠中和,使反应呈中性或弱酸性,有利于反应正向进行.若醋酸酐稍过量,表1暋原料配比对糠偶姻醋酸酯收率的影响n(糠偶姻)暶n(醋酸酐)产品收率/%产品颜色1暶1 灡 07 3 灡 8深灰色1暶1 灡 18 7 灡 5灰黄色1暶1 灡 29 1 灡 3灰白色1暶1 灡 39 0 灡 8灰白色会提高糠偶姻转化率,但此时副反应增加,导致收率下降.2 灡 3暋反应温度对糠偶姻醋酸酯收率的影响暋暋反应温度对糠偶姻醋酸酯收率的影响列于表2.由表2可见,糠偶姻醋酸酯的收率随着反应温度的升高而提高,颜色由深灰色逐渐变浅为灰白色.当反应温度达到7 0 曟时,若再升高反应温度,收率开始下降,原因是温度过高导致产品表2暋反应温度对糠偶姻醋酸酯收率的影响反应温度/曟产品收率/%产品颜色6 07 8 灡 1深灰色6 58 6 灡 5灰白色7 09 1 灡 3灰白色7 59 0 灡 2灰白色变质.因此,最佳反应温度为7 0曟,此时达到最高收率9 1 灡 3%.2 灡 4暋反应时间对糠偶姻醋酸酯收率的影响暋暋反应时间对糠偶姻醋酸酯收率的影响列于表3.由表3可见,随着反应时间的延长,糠偶姻醋酸酯的收率逐渐提高,粗产物的颜色由深灰色逐渐变为灰白色.若再增加反应时间,收率开始下降,颜色加深,原因是随着时间的延长杂质会增多.因此,最佳反应时间为6 0m i n,此时达表3暋反应时间对糠偶姻醋酸酯收率的影响反应时间/m i n产品收率/%产品颜色3 07 9 灡 3深灰色4 08 5 灡 8灰黄色5 09 0 灡 6灰白色6 09 1 灡 3灰白色7 09 0 灡 4灰黄色到最高收率9 1 灡 3%.2 灡 5暋糠偶姻醋酸酯的红外光谱分析经N i c o l e tAVAT A R3 6 0型红外光谱仪检测,糠偶姻和糠偶姻醋酸酯的红外光谱如图1和图2(见1 0 7页)所示.崔暋巍,等糠偶姻醋酸酯合成工艺方法1 0 7暋暋图1中,34 1 7c m-1和33 8 0c m-1的吸收峰可归属为OH伸缩振动,16 7 4c m-1的吸收峰归属为梾梾CO伸缩振动,16 3 7c m-1、15 5 2c m-1和14 9 8c m-1的吸收峰归属为梾梾C C伸缩振动,11 6 310 2 6c m-1的吸收峰归属为OCC伸缩振动.图2中,33 9 0c m-1和29 0 0c m-1的吸收峰 归属为呋 喃 环CH伸 缩 振 动,17 0 016 5 0c m-1的吸收峰归属为梾梾CO伸缩振动,14 8 8c m-1和14 5 2c m-1的吸收峰归属为呋喃环梾梾C C伸缩振动,11 5 310 2 4c m-1吸收峰归属为OCC伸缩振动.2 灡 6暋糠偶姻醋酸酯的元素分析暋暋经V a r i oE L元素分析仪测定,提纯后的糠偶姻醋酸酯中各元素的质量分数如表4所示.由表4可见,糠偶姻醋酸酯中各元素的质量分数实验值与理论值基本一致.表4暋糠偶姻醋酸酯的元素分析结果暋单位:%数值碳质量分数氢质量分数氧质量分数实验值6 1 灡 4 34 灡 2 23 4 灡 7 3理论值6 1 灡 5 44 灡 3 03 4 灡 1 63暋结论以V B1作为催化剂,糠偶姻与醋酸酐发生酯化反应合成糠偶姻醋酸酯的最佳实验条件为:n(糠偶姻)暶n(醋酸酐)=1暶1 灡 2,反应温度7 0 曟,反应时间6 0m i n,最高收率可以达到9 1 灡 3%.通过红外光谱分析和元素分析进行了结构表征,确认产品是糠偶姻醋酸酯.该实验工艺简单,操作过程稳定,是合成糠偶姻醋酸酯比较理想的工艺方法.参考文献:1张峰,孙继奎,李亚卓,等.糠偶姻单酯类化合物的合成 J.应用化学,2 0 0 7,2 4(1 2):1 4 6 1 灢 1 4 6 3.2张颖,崔巍,程庆红.糠偶酰的制备 J.化工科技,2 0 1 2,2 0(2):3 8 灢 4 1.3张颖,崔巍,程庆红.合成毩 灢糠偶酰二肟的研究 J.应用化工,2 0 1 2,4 1(2):3 1 4 灢 3 1 6.4李涵,刘梦玲,李思慧,等.超声辅助合成安息香的研究 J.当代化工,2 0 2 1,5 0(1):4 6 灢 5 0.5孙耀冉,庞雪,蒋映虎.微波辐射下安息香的催化合成 J.石家庄学院学报,2 0 2 0,2 2(3):7 5 灢 8 1.6成乐琴,于雪.V B1催化下的糠偶姻的绿色合成 J.吉林化工学院学报,2 0 1 9,3 6(1 1):9 灢 1 1.7章思规.实用精细化学品手册:有机卷 M.北京:化学工业出版社,1 9 9 6:1 3 9 6.S y n t h e s i sp r o c e s sm e t h o do f f u r o i na c e t a t eC U IW e i,ZHANGY i n g(D e p a r t m e n to fC h e m i c a lE n g i n e e r i n g,F u s h u nV o c a t i o n a lT e c h n o l o g yI n s t i t u t e,F u s h u nL i a o n i n g1 1 3 1 2 2)1 0 8暋暋辽宁师专学报(自然科学版)2 0 2 3年第2期暋暋A b s t r a c t:I no r d e r t oo b t a i nt h eb e s ty i e l do f f u r o i na c e t a t e,u s i n gV B1a sc a t a l y s t,t h es y n 灢t h e s i sp r o c e s s o f f u r o i na c e t a t e f r o mf u r o i na n da c e t i c a n h y d r i d ew a s s t u d i e d f r o mt h r e e f a c t o r s i n灢c l u d i n gr a w m a t e r i a l r a t i o,r e a c t i o nt e m p e r a t u r ea n dr e a c t i o nt i m e.T h eb e s t e x p e r i m e n t a l c o n d i灢t i o n sa r e:n(f u r o i n)暶n(a c e t i ca n h y d r i d e)=1暶1 灡 2,r e a c t i o nt e m p e r a t u r e7 0 曟,r e a c t i o nt i m e6 0m i n.A t t h i sm o m e n t,t h em a x i m u my i e l di su pt o9 1 灡 3%.T h ep r o c e s so f t h i se x p e r i灢m e n t i ss i m p l ea n dt h ep r o c e s so f i t so p e r a t i o n i s s t a b l e,w h i c h i s a n i d e a lm e t h o d f o r t h e s y n t h e灢s i so f f u r o i na c e t a t e.K e y w o r d s:f u r o i n;a c e t i ca n h y d r i d e;f u r o i na c e t a t e;e s t e r i f i c a t i o nr e a c t i o n(责任编辑暋邵艳艳棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈)(上接1 2页)参考文献:1张奠宙,方均斌.关于数学思想方法的教学 J.中学数学月刊,2 0 1 2(6):1 灢 3.2赵永.初中数学思想方法在拉萨市数学教学中的应用现状及对策研究 D.拉萨:西藏大学,2 0 1 4:2 0 灢 2 1.3孙凤明.初中数学课堂教学中渗透数学思想方法的策略与途径 D.苏州:苏州大学,2 0 1 5:5 6 灢 5 7.4陈祥彬.在小学数学教学中渗透数学思想方法 J.课程教材教法,2 0 1 0,3 0(7):3 7 灢 4 1.5夏小刚,汪秉彝.数学情境的创设与数学问题的提出 J.数学教育学报,2 0 0 3(1):2 9 灢 3 2.6周雪兵.关于数 学 思 想 方 法 的 课 堂 设 计 探 究:以“感 受 分 类暠案 例 设 计 为 例 J.数 学 通 报,2 0 1 6,5 5(1 1):3 9 灢 4 3.R e s e a r c ho nt h ep r e s e n t s i t u a t i o no fm a t h e m a t i c st h i n k i n gm e t h o dt e a c h i n go f j u n i o rm i d d l e s c h o o l s i nt o w n s h i p s:T a k i n gA n s h u nc i t ya sa ne x a m p l eL IM i n g y u1,2,ZHANGJ i u n e n g1,2,MUS h i b o1,2,Q I ANS h u q u2(1.S c h o o l o fM a t h e m a t i c a lS c i e n c e s,G u i z h o uN o r m a lU n i v e r s i t y,G u i 曚 a nN e wD i s t r i c tG u i z h o u5 5 0 0 2 5;2.S c h o o l o fM a t h e m a t i c sa n dP h y s i c s,A n s h u nU n i v e r s i t y,A n s h u nG u i z h o u5 6 1 0 0 0)暋暋A b s t r a c t:I no r d e rt ou n d e r s t a n dt h ec o m p r e h e n s i o na n dm a s t e r yo fm a t h e m a t i c st h i n k i n gm e t h o do f j u n i o rm i d d l es c h o o l s t u d e n t s,2 7 5s t u d e n t so fG r a d eE i g h t f r o mt h r e et o w n s h i pm i d灢d l es c h o o l si nA n s h u na r e aw e r es e l e c t e da st h er e s e a r c ho b j e c t s.I n v e s t i g a t i o nw a sc o n d u c t e df r o mt h es t u d e n t s 曚a t t i t u d et o w a r d sm a t h e m a t i c s l e a r n i n g,t h e i rc o g n i t i v es t a t u sa n da p p l i c a t i o nc o n s c i o u s n e s so fm a t h e m a t i c s t h i n k i n gm e t h o d,a sw e l l a st h et e a c h i n gs i t u a t i o no fm a t h e m a t i c st h i n k i n gm e t h o d(f r o mt h ep e r s p e c t i v eo f s t u d e n t s).T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e s t u d e n t s 曚 a t t i t u d et o w a r d sm a t h e m a t i c s l e a r n i n g i sa v e r a g e.T h ec o g n i t i o na n da p p l i c a t i o nc o n s c i o u s n e s so fm a t h e 灢m a t i c s t h i n k i n gm e t h o d i s r e l a t i v e l yw e a k.S t u d e n t sg e n e r a l l yb e l i e v e t h a t t e a c h e r sh a v e i n f i l t r a 灢t e dm a t h e m a t i c s t h i n k i n gm e t h o d i nc l a s s.B a s e do n t h i s,r e l e v a n t t e a c h i n gs u g g e s t i o n sw e r ep r o 灢p o s e dt op r o v i d es o m er e f e r e n c ef o rt h e i n f i l t r a t i o no fm a t h e m a t i c st h i n k i n gm e t h o dt e a c h i n gi nj u n i o rm i d d l es c h o o l s.K e y w o r d s:j u n i o rm i d d l es c h o o ls t u d e n t s;m a t h e m a t i c st h i n k i n g m e t h o d;c o m p r e h e n s i o n;g r a s p;t e a c h i n gs u g g e s t i o n s(责任编辑暋邵艳艳)