聚乙二醇400催化醚化反應研究

化工中間體Chemical Intermediate00年第08期科研開(kāi)發(fā)聚乙二醇400催化醚化反應研究摘要:本實(shí)驗采用聚乙二醇400作為催化劑研究了1,3-二(對腩基苯氧基)丙烷的合成工藝條件。通過(guò)實(shí)驗考察了對腈基苯酚與13-二溴丙烷的物質(zhì)量比時(shí)間溫度催化劑用量等因素對產(chǎn)率的影響。得到了適宜的工藝條件為:對腈基苯酚與13-二溴丙烷物質(zhì)的量之比為23:1.0醚化反應溫度為60℃反應時(shí)間為6h,催化劑用量10m,其最大產(chǎn)率達到72%關(guān)鍵詞:聚乙二醇400;1,3-二(對腩基苯氧基)丙烷;相轉移中圖分類(lèi)號:T3162文獻標識碼:A文章編號:167281442009080040037~8個(gè)氧原子處于同一平面的假環(huán)狀結構,而其1,3-二(對腈基苯氧基)丙烷作為一種重要余氧原子則彎曲于平面的一側,能夠與反應試劑的有機中間體在醫藥,農藥上的用途很廣2,但中的堿金屬或堿金屬陽(yáng)離子生成穩定配合物溶使用常規的威廉森反應產(chǎn)率較低,因此如何提高于有機相中,從而使親核試劑№u-棵露,使之具醚化步驟的產(chǎn)率成為當今研究的一個(gè)熱點(diǎn)。相轉有較高反應活性,同時(shí)從水相轉移到有機相中,形移催化技術(shù)目前廣泛應用于多種化學(xué)反應,合成成目標產(chǎn)物。出了多種新型化合物叫,本實(shí)驗采用聚乙二醇400作為相轉移催化劑合成1,3-二(對腈基苯氧基)丙烷。1實(shí)驗原理聚乙二醇400催化反應過(guò)程如下。2實(shí)驗部分2.1儀器與試劑實(shí)驗儀器:傅立葉紅外光譜儀,電動(dòng)攪拌器PEG+NC四口燒瓶,循環(huán)水式真空泵,恒溫水浴鍋,錐形瓶實(shí)驗藥品:對腈基苯酚(分析純),宜興市扶風(fēng)界面興達化工廠(chǎng),1,3-二溴丙烷(分析純),山東鄒平銘興化工有限公司,聚乙二醇40(分析純),天津PEG+市大茂化學(xué)試劑廠(chǎng),苯甲醚(分析純),天津市化學(xué)試劑一廠(chǎng),氫氧化鈉(分析純),天津天大化工廠(chǎng)PEG№roCN+ Br(CH2)aB3實(shí)驗步驟聚乙二醇400鏈節可以折疊成螺旋狀并自由將氫氧化鈉固體置于錐形瓶中加入去離子水滑動(dòng)的鏈,如下圖。其中氧原子位于內側,形成和對腈基苯酚攪拌,使其完全溶解后移至四口燒瓶中;然后將1,3-二溴丙烷溶解在苯甲醚中攪拌;在一定溫度水浴中恒溫后,將油相緩慢加入到作者簡(jiǎn)介禁亮(982),男,順土研究生207月畢業(yè)于中北四口燒瓶中,同時(shí)加入聚乙二醇40在設定溫度大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)現從事有機合成工作下反應一段時(shí)間后停止攪拌,冷卻,倒人燒杯,靜·通訊聯(lián)系人置后有白色沉淀析出,然后洗滌靜置;將靜置后的第08期聚乙二醇400催化醚化反應研究產(chǎn)物進(jìn)行真空抽濾,干燥。從圖2中可以看出,當反應溫度為60℃時(shí)醚化產(chǎn)物產(chǎn)率最高。當反應溫度低于60℃時(shí),產(chǎn)4結果與討論物產(chǎn)率隨著(zhù)溫度的升高而增大,溫度過(guò)低則會(huì )使4.1影響因素分析反應體系獲得能量不足,影響反應速率和產(chǎn)率。反4.11對腈基苯酚與1,3-二溴丙烷的物質(zhì)量比應溫度高于60℃時(shí),產(chǎn)率則出現下降趨勢。過(guò)高對產(chǎn)率影響和過(guò)低的溫度都不利于反應的進(jìn)行,因此在實(shí)驗中選用溫度60℃為宜。4.1.3反應時(shí)間對產(chǎn)物產(chǎn)率的影響對基苯酚和1,3-二演丙烷物質(zhì)的量比圖1對腈基苯酚和1,3-二溴丙烷的物質(zhì)量之比和醚化產(chǎn)物產(chǎn)率關(guān)系曲線(xiàn)反應時(shí)間/h由圖1可以看出,隨著(zhù)對腈基苯酚與1,3-溴內烷物質(zhì)的量之比的增加,水相的堿濃度相應圖3反應時(shí)間對醚化反應產(chǎn)物產(chǎn)率的關(guān)系曲線(xiàn)增加可以使其與對腈基苯酚更多接觸,形成酚鈉從圖3可以看出,反應時(shí)間在6h之前醚化的速度加快,濃度增大,從而提高反應速率,增加反應產(chǎn)物產(chǎn)率提高較快,8h后繼續延長(cháng)反應時(shí)間產(chǎn)率。醚化產(chǎn)物的產(chǎn)率呈上升趨勢。當對腈基苯酚則產(chǎn)率有所下降,這可能是因為隨著(zhù)反應時(shí)間的和1,3-二溴丙烷物質(zhì)的量之比等于23:1.0時(shí),延長(cháng),反應物濃度下降,使得反應物之間的碰撞幾產(chǎn)物的產(chǎn)率最大可達72%,此后繼續增大對腈基率變小,產(chǎn)率降低。同時(shí)反應時(shí)間過(guò)長(cháng)也會(huì )因為苯酚和1,3-二溴內烷物質(zhì)的量之比,產(chǎn)率有所下1,3-二溴丙烷的水解而使產(chǎn)率降低,并且從實(shí)際降,可能是隨著(zhù)堿用量的增加致使1,3-二溴內烷生產(chǎn)成本考慮反應時(shí)間控制在6h為宜。的水解反應占優(yōu)勢。因此確定對腈基苯酚與1,3-4.14催化劑用量對產(chǎn)率的影響溴丙烷最佳物質(zhì)的量之比為23:1.0。4.1.2反應溫度對產(chǎn)率影響蓋化剩用量/al圖4聚乙二醇400用量和醚化產(chǎn)物產(chǎn)率關(guān)系曲線(xiàn)從圖4可以看出,隨著(zhù)催化劑用量的增加醚化產(chǎn)物的產(chǎn)率呈上升趨勢。隨著(zhù)使用量的加大,催圖2反應溫度和釀化反應產(chǎn)物產(chǎn)率的關(guān)系曲線(xiàn)化劑聚乙二醇400與對腈基苯酚接觸越來(lái)越多,化工中間體Chemical Intermediate009年第08期形成的堿金屬絡(luò )合物也越來(lái)越多,不斷的進(jìn)入到有機相中去,使得反應加速進(jìn)行,產(chǎn)率也增加。催5結論化劑用量超過(guò)10m后產(chǎn)率增加不大,因此從實(shí)際本研究采用聚乙二醇400為相轉移催化劑催效果考慮,催化劑用量選用10ml為佳?；瘜﹄婊椒雍铣?,3-二(對腈基苯氧基)丙烷,4.2紅外譜圖分析以苯甲醚為溶劑通過(guò)正交實(shí)驗研究了對腈基苯酚聚乙二醇400催化醚化反應產(chǎn)物的紅外譜與1,3-二溴丙烷物質(zhì)的量之比、反應溫度催化圖如下。劑用量和反應時(shí)間對醚化產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。通過(guò)對實(shí)驗結果的分析,得出對腈基苯酚醚化反應的最佳工藝條件:對腈基苯酚與1,3-二溴丙烷物質(zhì)的量之比為23:1.0,醚化反應溫度為60℃,反應時(shí)間為6h,催化劑用量10ml,其最大產(chǎn)率達到72%。聚乙二醇400具有螺旋結構,可以折疊成不同大小的空穴,能與不同半徑的離子配合而進(jìn)行相轉移催化反應。從實(shí)驗結果比較,聚醚的催化效果雖然不如季銨鹽,但它具有價(jià)廉,無(wú)毒,易于生圖5醚化反應產(chǎn)物紅外譜圖物降解以及在非弱酸條件下熱穩定性好的優(yōu)點(diǎn)。從圖5中可以看出2958cm1,2891cm1為亞甲在適當溫度下聚乙二醇400趨向全交叉的穩定結基的伸縮振動(dòng)吸收峰,147lcm-處為亞甲基的彎構,分子間碰撞概率增加,反應速率提高。因此利曲振動(dòng)吸收峰,23cm-處為腈基—CN的伸縮振用聚乙二醇400作為相轉移催化劑在威廉姆森醚動(dòng)吸收特征峰,1604cm1、147lcm、1388cm1、829合成反應中具有較高的應用價(jià)值。cm3、698cm處為芳環(huán)骨架伸縮、彎曲振動(dòng)特征吸收峰,1253cm1、1176cm-處為醚基C—O伸縮振動(dòng)參考文獻:吸收特征峰,在3400m1~3200m1區并無(wú)出現寬興陳安良馮俊濤新型殺菌劑丙烷脒開(kāi)發(fā)研究中國農簧,而強的吸收峰,說(shuō)明產(chǎn)物中的羥基吸收峰消失。2006,21(357-58通過(guò)與對腈基苯酚的紅外譜圖的比較,可以(2廉應江陳安良馮俊濤等芳香二脒類(lèi)化合物合成及抑菌活性的初步明顯看出對腈基苯酚和1,3-二溴丙烷發(fā)生了醚研究西北農林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版20037945-48化反應,所得到的產(chǎn)物就是目標產(chǎn)物1,3-二(對3趙地順。相轉移催化原理及應用M化學(xué)工業(yè)出版社,2005腈基苯氧基)丙烷。收稿日期:2000525Study on Etherification and Catalysis by PEG400Cai liangAbstract: 1, 3-bis (4-nitrilemethoxyphenoxy)propane was synthesized by using PEG 400 ascatalyst. Influential factors, such as the mole ratio of 4-hydroxybenzonitrile and 1, 3-dibromopropanetime, temperature, dosage of PEG 400 were investigated, and the appropriate reaction conditions weregiven: the mole ratio of 4-hydroxybenzonitrile and 1,3 -dibromopropane was 2.3: 1.0, reactiontemperature was 60C, reaction time was 6h, dosage of PEG 400 was 10ml, the yield of 1, 3-bis (4-nitrilemethoxyphenoxy)propane can reach 72%Keyword: PEG 400, 1,3-bis(4-nitrilemethoxyphenoxy)propane, phase transfer catalyst