二乙二醇甲基丁基醚的合成研究

第36卷第5期應用化工2007年5月Applied Chemical IndustryMay 2007二乙二醇甲基丁基醚的合成研究朱雪梅,蔡照勝(鹽城工學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院,江蘇鹽城224003)摘要:在氮氣保護下,以二乙二醇單甲醚(C3H12O3, DEGME)和正溴丁烷為(nC4H2Br)原料,氫氧化鈉為催化劑,苯為帶水劑,通過(guò) williamson反應合成了二乙二醇甲基丁基醚( DGBME);用正交實(shí)驗法對合成條件進(jìn)行了優(yōu)化,氣相色譜法分析了產(chǎn)品中 DGBME的含量,FTIR和HNMR法表征了產(chǎn)物結構。結果表明,適宜的反應條件為:反應溫度80℃,反應時(shí)間4h,n(nC4HBr):n( DEGME)=1.06:1,n(NaOH):n( DEGME)=1.5:1.0;在此條件下,DGBME的收率可達92%以上。關(guān)鍵詞:二乙二醇甲基丁基醚;二乙二醇單甲醚; Williamson反應;正溴丁烷(nC4H4B中圖分類(lèi)號:0621.3文獻標識碼:A文章編號:1671-3206(2007)05-0443-03Synthesis of diethylene glycol butylmethyl etherZHU Xue-mei, CAI Zhao-shengDepartment of Chemical and Biological Engineering, Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224003, China)Abstract: Diethylene glycol butylmethyl ether( DGBME)was synthesized through Williamson Reactionwith diethylene glycol mono-methyl ether( DEGME)and butyl bromide(n-CAHO Br)as starting materialsat the atmosphere of n2, hydrate sodium as catalyst and benzene as water carrier, its synthetic conditionwas optimized by orthogonal experiment. The content of DGBME was analyzed by gas chromatography, itsstructure was characterized by FT-IR and H NMR. The results of experiment indicated the suitable syn-thetic conditions were as following: reaction temperature was 80C, reaction time was 4.0 h, n(n-C, H, Br):n(DEGME)=1. 06: 1 and n( NaOH): n( DEGME)=1.5: 1.0. Under this condition, the yield of DG-BME was above 92%Key words: diethylene glycol butylmethyl ether; diethylene glycol mono-methyl ether; Williamson Reac-tion; butyl bromide(n-C, H, Br)二乙二醇甲基丁基醚( DGBME)是一種性能優(yōu)酯有劇毒,對生產(chǎn)條件有較高的要求而碳酸二甲酯良的高沸點(diǎn)有機溶劑廣泛應用于染料、樹(shù)脂油漆、因價(jià)格較高使生產(chǎn)成本比較大;方法③中使用金屬清洗劑、特種墨水等的生產(chǎn),作為貴金屬萃取劑,在鈉作原料成本較大,反應中生成的H2也對生產(chǎn)條金的萃取分離中也有應用13;因能與大多數醇酮、件提出了較高要求醚、鹵代烴等化合物混溶及對堿金屬氫氧化物有較本研究以適當過(guò)量的NaOH與 DEGME反應好的溶解性能而在有機合成中有著(zhù)重要應用。生成二乙二醇單甲醚鈉,再與 n-C4 Hg Br進(jìn)行Wil目前,合成 DGBME的方法有:①以二乙二醇單丁醚 lamson醚縮合反應生成 DGBME。它不但克服了和甲醇或 DEGME和丁醇為基本原料濃硫酸為催前述方法中存在的缺點(diǎn)且方法簡(jiǎn)捷、污染低、收率化劑的直接醚化法;②以二乙二醇單丁醚為原料,硫高,產(chǎn)物也易提純。酸二甲酯或碳酸二甲酯為烷基化劑的烷基化法;③1實(shí)驗部分通過(guò) DEGME或二乙二醇單丁醚與金屬鈉首先反應1.1試劑與儀器生成醇鈉,然后再與正溴丁烷(n-C4HBr)或CH3XDEGME、NaOH、nC4HBr、甲醇、苯均為分析反應成醚的 williamson法612。以上3種方法的不純。足是:方法①中使用濃硫酸作催化劑設備腐蝕嚴重島津GC14B氣相色譜儀; NEXUS670型紅外產(chǎn)物復雜,原料利用率低;方法②中使用的硫酸二甲光譜儀;DRX500型核磁共振儀。收稿日期:20070301基金項目:江蘇省高校自然科學(xué)研究計劃項目資助(05KJD150245);鹽城市科技發(fā)展計劃項目(yk20050169)作者簡(jiǎn)介:朱雪梅(1965-),女,江蘇鹽城人,鹽城工學(xué)院副教授,碩士,主要從事物理化學(xué)和應用化學(xué)的教學(xué)及研究工444應用化工第36卷1.2 DGBME的合成表2正交實(shí)驗和級差分析的結果將24mL0.2 mol DEGME,和30m苯加入到Tb2 Results of orthogonal experiment and analy四口燒瓶中,安裝好回流和攪拌及N2通入裝置,在序號C收率/%持續通N2和攪拌下,分批加入計量的NaOH。加完77.37后,水浴升溫至50℃,并保溫至NaOH完全溶解。繼續升溫至60℃,并反應1h再繼續加熱,并蒸出苯水混合物及苯。將物料溫度調至反應溫度后,開(kāi)122始滴加nC4HBr,控制 n-C, HoBr滴加速度,以確保592.14反應物料溫度不高于設定的反應溫度。 n-C4H, Br31231滴加完后,調節水浴溫度為相應的反應溫度,并在對應的溫度下反應一定時(shí)間后,對物料進(jìn)行冷卻、抽286.40濾。濾渣用40mL甲醇分2次浸泡洗滌,抽濾,以回收存在于濾渣中的產(chǎn)品。合并濾液,并分餾,首先k180.7677.0079.0381.24分出甲醇,然后收集207~210℃的餾份,即得k284.25878084.0382.67k82.30827684.2583.41DGBME產(chǎn)品。極差3.4913分析方法產(chǎn)品的含量用氣相色譜儀分析;產(chǎn)品的結構分22 DGBME含量分析合成的 DGBME產(chǎn)品用氣相色譜法進(jìn)行含量的別用FR(溴化鉀壓片涂膜)和HN的方法分析,測定條件為色譜柱為30m×0.25m(LD)(CD3CI為溶劑)進(jìn)行表征。0.5pmSE52毛細管柱,柱溫90℃,汽化室溫度2結果與討論為250℃,檢測器溫度為220℃,載氣N2流速(柱后2.1正交實(shí)驗的條件和結果總流速)28mL/min,分流比為1:60,進(jìn)樣量為為優(yōu)化合成 DGBME的條件,以 DGBME的收率1.0μ定量方法為面積歸一化法。分析結果表明,為基準采用正交實(shí)驗方法進(jìn)行研究。根據文獻6 DGBME的含量在95%以上。的介紹,影響 DGBME合成的主要因素為反應時(shí)間23 DGBME的結構表征反應溫度、NaOH對 DEGME物質(zhì)的量的比、DGBME的FTIR和HNMR譜圖分別見(jiàn)圖和圖2。n-C4HBr對 DEGME物質(zhì)的量的比。本研究進(jìn)行了4因素3水平的正交實(shí)驗。正交實(shí)驗的因素水平及90結果分別見(jiàn)表1及表2。80表1正交實(shí)驗的因素水平Table 1 Factors-levels of orthogonal experimentCD反應時(shí)間反應溫度n(nC4HBr):n(NaOH):/℃n( DEGMe)n(deGmE)波數/cm2圖1 DGBME的紅外光譜1.04IR sp由圖1可知,在3050cm1處有代表5.01001.0650CH2cCH20-中vm2的吸收峰,在2835由表2可知,合成的優(yōu)化條件為A2B2C3D3,即1460cm1有代表甲氧基中vc,和8c的2個(gè)吸收反應時(shí)間4h,反應溫度80℃,nC4HB/ DEGME物峰在2925cm和2868cm處有代表丁氧基中質(zhì)的量的比為1.06, NaOH/DEGME物質(zhì)的量的比甲基的v4c和vcm)的2個(gè)吸收峰在1112cm1為1.50。此實(shí)驗條件出現在正交實(shí)驗中,收率為處有代表C-0—C中vo的吸收峰,這說(shuō)明相應產(chǎn)第5期朱雪梅等:二乙二醇甲基丁基醚的合成研究445compositions for screen printing plates: JP, 10077426 A2[P].199903-24[2 Shiino Toru, Nobuta Kenichi, Onishi Hiroshi. Method forhot-melt adhesive: JP08283668A2[P].1996-10-29[3] Nabeshima Toshichi, Kono Takeshiagents for glass molds for plastic lenses: JP, 08224740 A2剛)1[P].19960903化位移x1-1005[4]Deshimaru Yuichi, Nakamura Toshio, Shimizu Yoshihiro, et圖2 DGBME的HNMR譜圖al. Radiation-sensitive resin composition for the partitionFig2 H NMR spectrum of DGBMEformation of color filter: JP, 11281815 A2[P]. 1999-10由圖2可知,8=084×106~0.87×10-對應于丁氧基中一CH1上H,8=3.32×106對應于[5] Soijima Toshiaki. Separation of polyolefins from waste plas-0CH3中H,8=1.28×106-1.33×10和8tic mixtures and solvents for the methods: JP. 20003278281.49×106~1.52×10-6分別對應于丁氧基中與甲[P]200011-28.基相鄰和相間的2個(gè)一CH2上的H,δ=3.39×[6]章思規精細有機化學(xué)品技術(shù)手冊[M].北京:科學(xué)出10-6-3.41×106對應于丁氧基中與O相鄰的版社出版,1993:688691.CH2上的H,這進(jìn)一步說(shuō)明生成的產(chǎn)物為7]楊樹(shù)良,王新榮陳志榮,等雙烷基封端聚醚的合成方DEGME。法CN,127639A[P]200012-13.3結論[8]陳志榮,尹紅,王偉松,等.甲基或乙基封端聚醚的合成在持續通N2和苯為帶水劑時(shí),以 DEGME和固方法:CN,1311265A[P].20010905[9] Ono Kyoko, Watabe Yasuyoshi. Preparation of (poly)eth-體NaOH為原料,合成二乙二醇單甲醚鈉,通過(guò)與ane glycol diethers from the corresponding monoethers andnC4H2Br間發(fā)生的 Willliamson反應生成 DEGME。carbonate esters: JP, 09227435 A2[P].1997-09-02正交實(shí)驗表明合適的反應條件為反應時(shí)間4h,反[10張煒,張建西,趙鳴玉等乙二醇甲基辛基醚的合成應溫度80℃,nCH2B/ DEGME物質(zhì)的量的比為1.06, NaOH/DEGME物質(zhì)的量的比為1.50;在此實(shí)及應用[J].沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)報,2001,15(1):2426驗條件下, DGBME的收率在92%以上;氣相色譜分[11]王永杰,李文釗,劉金龍乙二醇醚生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展析表明, DGBME含量在99.5%以上。[門(mén)].石油化工,1999,28(3):194197[12]陳永福秦怡生乙二醇醚的市場(chǎng)需求和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展參考文獻:[J].精細石油化工進(jìn)展,2002,3(4):28-36[1] Fujioka Norio, Sayama Tetsuya, Tokune Takashi. Detergent撰寫(xiě)摘要須知摘要請用第三人稱(chēng)的語(yǔ)氣寫(xiě),開(kāi)門(mén)見(jiàn)山、直截了當地將你的研究工作的目的、方法、結果,翔實(shí)、準確、簡(jiǎn)練地講清楚,盡量用數據說(shuō)話(huà),少定性講,要起到看完摘要,可以不看全文就知道你的論文主要內容的作用。摘要應著(zhù)重反映你的論文的新內容和你特別強調的觀(guān)點(diǎn);要排除在本學(xué)科領(lǐng)域已成常識的內容;不得簡(jiǎn)單地重復題名中已有的信息;要采用規范化的名詞術(shù)語(yǔ);商品名稱(chēng)需要時(shí)應加注學(xué)名;縮略語(yǔ)、略稱(chēng)、代號,除了相鄰專(zhuān)業(yè)的讀者也能清楚理解的以外,在首次出現時(shí)必須加以說(shuō)明;要使用法定計量單位;要正確使用簡(jiǎn)化漢字和標點(diǎn)符號?！稇没るs志社