對甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛

2010年4月楊水金等對甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛對甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛楊水金鄧滿(mǎn)臣謝萍(湖北師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,黃石435002)摘要以對甲苯磺酸為催化劑,苯甲醛和乙二醇為原料,合成了苯甲醛乙二醇縮醛。實(shí)驗表明,合成苯甲醛乙二醇縮醛適宜的反應條件為:苯甲醛與乙二醇摩爾比1:1.4、催化劑用量為反應物總質(zhì)量的1.5%、帶水劑環(huán)己烷的用量為12mL反應時(shí)間45min。上述條件下,苯甲醛乙二醇縮醛的收率可達78.9%。關(guān)鍵詞苯甲醛乙二醇縮醛對甲苯磺酸縮醛反應催化縮醛是一類(lèi)有著(zhù)優(yōu)于母體羰基化合物的花醛乙二醇、帶水劑和一定量的催化劑,裝上溫度香、果香或特殊香味的香料,具有留香持久、香氣計分水器和回流冷凝管,在96-107℃下回流反類(lèi)型多原料來(lái)源豐富生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、化學(xué)性質(zhì)應,至無(wú)水分出為止。將反應液用水洗至中性然穩定等特點(diǎn)。近20年來(lái),作為新型香料在食品香后用無(wú)水MgSO4干燥,常壓蒸餾收集沸程為料和日用香精中有著(zhù)廣泛的用途?？s醛還常用于228℃左右的餾分,得無(wú)色透明具有果香味的液有機合成的羰基保護或作為反應中間體還用作體產(chǎn)物測定折光率稱(chēng)量計算收率。反應溶劑?？s醛的工業(yè)合成方法一般是在無(wú)機質(zhì)2結果與討論子酸類(lèi)催化劑作用下由醛與醇類(lèi)化合物縮合而2.1反應條件的優(yōu)化成。雖然所用催化劑價(jià)格低廉,產(chǎn)品收率較高,但在固定苯甲醛用量為0.20mol的條件下,影該法存在副反應多產(chǎn)品純度不高、設備腐蝕嚴響對甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛反應重后處理中含有大量酸性廢水造成環(huán)境污染等的主要因素有反應物苯甲醛與乙二醇的摩爾比缺點(diǎn)。因此,有必要開(kāi)發(fā)合成縮醛的新方法。(A)、催化劑對甲苯磺酸用量(B)、帶水劑環(huán)己有文獻報道,FC2·6HO、NHFe(SO4)2、烷用量(C)和反應時(shí)間(D)。采用4因素3水H1 PMo n Oo、imnc、9042/TO2-SnO2等平的正交試驗法L2(3'),考察了4個(gè)主要因素固體酸催化劑對合成苯甲醛乙二醇縮醛具有良好對合成反應的影響。正交試驗方案見(jiàn)表1,結果的催化作用。作者通過(guò)實(shí)驗發(fā)現對甲苯磺酸催與分析見(jiàn)表2?；瘎s醛反應具有良好的催化活性。本文報道由表2可知,考察的4個(gè)因素中以帶水劑環(huán)了采用對甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛進(jìn)己烷用量對反應的影響最為明顯,影響順序從大行的研究。到小依次為C、A、D、B。由位級分析可知,最佳位實(shí)驗部分級組合是A1B1C3D2,即適宜的反應條件是:固定1試劑及儀器苯甲醛用量020mol的情況下,反應物苯甲醛與苯甲醛、乙二醇、環(huán)己烷對甲苯磺酸,均為分乙二醇摩爾比1:14催化劑用量0.6g,即催化析純;實(shí)驗用水均為二次蒸餾水。劑用量為反應物總質(zhì)量的1.5%,帶水劑環(huán)己烷標準磨口中量有機制備儀;PKW-Ⅲ型電子的用量為12mL,反應時(shí)間45min。在此條件下,節能控溫儀;Abbe折射儀; Nicolet5DX型傅立葉產(chǎn)物收率可達78.9%。變換紅外光譜儀,液膜法,美國尼高力公司;MERcURY-VX300核磁共振波譜儀,CDC為溶劑,收稿日期:2010-02-04TMS為內標。作者簡(jiǎn)介:楊水金教授博士,主要從事鎢化學(xué)與無(wú)機功能12催化合成苯甲醛乙二醇縮醛的操作方法材料的研究及無(wú)機化學(xué)教學(xué)工作,主持承擔湖北省自然科學(xué)基金等省級項目9項發(fā)表論文多篇。在100mL三頸瓶中按一定計量比加入苯甲基金項目:湖北省自然科學(xué)基金資助項目(2005ABAO53)精細石油化工進(jìn)展第11卷第4期A(yíng)DVANCES IN FINE PETROCHEMICALS表1正交試驗L(3的因素和水平催化活性明顯高于其他幾種催化劑2.3產(chǎn)物分析鑒定本研究制備的苯甲醛乙二醇縮醛的紅外光譜A(醛醇摩爾比)1:1.41:1.51:1.6B(催化劑用量)/g0.8(IR,KBr)主要特征峰在1095.4,1026.0c(帶水劑用量)/mL12970.0cm處,與文獻報道的苯甲醛乙二醇縮D(反應時(shí)間)/min醛樣品的紅外光譜數據基本一致。產(chǎn)物的核磁共表2正交試驗L(3)結果與分析振(HNMR,CDC3,300MHx)數據(化學(xué)位移)實(shí)驗為:4.10(m,4H,OCH2CH2O),5.83(s,1H,CH)編號CD收7.30~7.50(m,5H,Ar-H)。由IR和HNMR數據可確認產(chǎn)物為苯甲醛乙二醇縮醛的結構,且雜峰極少。產(chǎn)物的折光率n=1.5262~15268,65.3與文獻值(n=1.5267)基本相符。產(chǎn)物為無(wú)色透明液體330.73結論(1)用對甲苯磺酸作催化劑合成苯甲醛乙二k2157.3163.7198.6172.7醇縮醛的適宜反應條件為:反應物苯甲醛與乙二164.71060.6202.0164.3醇摩爾比為1:1.4,催化劑用量為反應物總質(zhì)量57056.252.0的1.5%,帶水劑環(huán)己烷的用量為12mL,反應時(shí)54.6k54.953.567.354.8間45min。上述條件下,苯甲醛乙二醇縮醛收率可達78.9%。(2)對甲苯磺酸對合成苯甲醛乙二醇縮醛具22不同催化劑活性比較表3列舉了FeCl,·6H12O(、NH,Fe(SO)2有良好的催化活性,反應時(shí)間短,收率較高,工藝H1 PMonO03)、 Vitamin C(02/TO2-SnO2、流程簡(jiǎn)單,可降低生產(chǎn)成本。因此,對甲苯磺酸是合成苯甲醛乙二醇縮醛的優(yōu)良催化劑,具有良好對甲苯磺酸作催化劑分別催化合成苯甲醛乙二醇的應用前景縮醛的實(shí)驗結果。參考文獻表3不同催化劑在苯甲醛乙二醇縮醛合成反應中的催化活性比較,如甲化長(cháng)值化合(代憶工n(苯甲醛):催化劑反應時(shí)n(乙二醇)用量%間/收率%2陳翠娟十二水硫酸鐵銨催化合成縮醛和縮酬合成材料老化與應用2001,(2):20-21FeCl, 6H, 01:1.5NH,Fe(SO )23呂月仙磷鉬酸催化法制備某些縮醛(酮)的研究鄭州輕工業(yè)H,PMo, o1:1.570.0學(xué)院學(xué)報,199,14(1):60~63Vitamin c1:151.31.070.54文瑞明游沛清羅新湘等維生素C催化合成縮醛(酮)石)2-/mO2-Sn021:1.55.02.576.0油化工,2002,31(5):373-375對甲苯磺酸1:1.40.7578.95吳露玲固體超強酸催化縮醛、酮化反應科技遁報,1995,11由表3可知在合成苯甲醛乙二醇縮醛反應6李葉芝黃化民金輝等硫酸鐵催化環(huán)已酮的縮合反應和縮中,對甲苯磺酸作催化劑時(shí)用量少、反應時(shí)間短,醛()反應青林大學(xué)學(xué)報,1989,(2):113~1162010年4月楊水金等對甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛41Synthesis of Benzaldehyde Glycol Acetal Catalyzedwith p-Toluene Sulfonic AcidYang Shuijin Deng Manchen Xie PingCollege of Chemistry and Environmental Engineering, Hubei Normal University, Huangshi 435002)Abstract Benzaldehyde glycol acetal was synthesized from benzaldehyde and glycol in the presence of pluene sulfonic acid. The optimum conditions of the synthesis were confirmed as follows molar ratio ofbenzaldehyde to glycol 1: 1. 4, mass ratio of the catalyst based on the reactants 1. 5%, water-carrying agentcyclohexane 12 mL, and the reaction time 45 min. The yield of the product could be up to 78. 9%underabove conditions. The results also showed that p-toluene sulfonic acid was an excellent catalyst for synthesizing benzaldehyde glycol acetalKey Words benzaldehyde glycol acetal, P-toluene sulfonic acid, acetalization, catalysis纖維素生物質(zhì)新的預處理技術(shù)可使酶用量減少10倍纖維素科學(xué)國際(CSI)公司的研究人員于2010年3月27日宜布已開(kāi)發(fā)出纖維素生物質(zhì)預處理技術(shù),可降低其不能破解為糖類(lèi)的“韌性”,從而有可能顯著(zhù)的提高采用纖維素酶使纖維素轉化為糖率的速率,而減少所需的酶的用量,從而可降低生產(chǎn)纖維素生物燃料和化學(xué)品的成本。這一成果已在美國化學(xué)學(xué)會(huì )第239次年會(huì )上發(fā)布,對于漂白硫酸鹽紙漿,CS公司可以在約20h內使轉化率達到約80%,對于谷物秸稈,轉化率達到了對照組的兩倍。研究人員相信,這一發(fā)現將對纖維素轉化為生物燃料的經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響。研究人員認為,這與谷物作為制取生物燃料原料葡萄糖的主要來(lái)源相比,可使纖維素具有很大的競爭性。使用這種新技術(shù),預期將可使酶的用量減少10倍,與谷物使用的酶的成本相比,這可望使纖維素轉化達到相同的水平。新技術(shù)的基礎是用于使纖維素解除結晶而形成在水介質(zhì)中穩定的形態(tài)和可用于酶水解的過(guò)程。cSI公司表示,這種解除結晶化的過(guò)程在納米級水平上開(kāi)辟了結構;并提高了酶的可承受性;同時(shí)提高了纖維素用酶轉化為葡萄糖和可溶性低聚物的速率,從而減小了酶水解所需的時(shí)間以及與長(cháng)停留時(shí)間有關(guān)的投資。CSI公司使用微晶粉末纖維素( Avicel)作為基質(zhì), Avicel是一種微結晶纖維素,由高純度漂白硫酸鹽紙漿水解,再經(jīng)機械破碎而來(lái),用其進(jìn)行酶解極其頑固。cSI公司的過(guò)程涉及使用氫氧化鈉(NaOH)溶解在乙醇和水共溶劑混合物中,當氫氧化鈉用水沖洗完后纖維素就被轉換成絲光形式,這一形式與單獨的原始形態(tài)相比,更難水解。但是,如果NaOH用共溶劑混合物進(jìn)行完全地清洗則該結構可被破解。用于清洗NaOH的共溶劑可被再進(jìn)行濃縮,共溶劑和NaOH可循環(huán)利用,沒(méi)有任何大的消耗。錢(qián)伯章摘譯自 Greencarcongre,2010-03-27