微波辐射催化合成氯乙酸正丁酯.pdf

维普资讯hulp:/Www-cqup.com
第36卷第6期
化工技术与开发
Vol36 No6
2007年6月
Technology&Development of Chemical Industry
Jun.2007
c
微波辐射催化合成氯乙酸正丁酯
兰翠玲
(百色学院化学与生命科学系,广西百色533000)
江苏长江衡
摘要:在微波辐射下,以SO2TO2固体超强酸为催化剂合成氯乙酸正丁酯。最佳反应条件是:氯乙酸和
正丁醇的物质的量比为1:2.0,催化剂用量为1.50g,微波输出功率为729W,反应时间为14min。在此反应条件
下,氯乙酸的酯化率为94.8%。
关键词:微波辐射;氯乙酸正丁酯;SO42-/TO2固体超强酸;合成
中图分类号:TQ255.24
文献标识码:A
文章编号:167-9905(2007)06-0013-03
器中国十佳品牌
氯乙酸酯是一类重要的有机化合物,可用作有SO42TO2催化剂。
机溶剂,也是农药、医药、染料、阳离子表面活性剂的1.3氯乙酸正了酯的合成
重要原料。氯乙酸正丁酯是合成新型非甾体类
在で0mL聚四氯乙烯反应罐中,加人规定量的子
消炎解热镇痛药物奈普生和布洛芬的原料,需求量氯乙酸和正丁醇,溶解境匀,取样测定其酸值,然后吊
较大。目前工业上常用浓硫酸作催化剂合成氯乙酸加入一定量的SO2~/TO2固体超强酸催化剂,搅
秤
正丁酯,该法存在设备腐蚀严重、副反应多、后处理匀,扭紧罐盖,置于微波炉中,在规定微波功率下辐「
繁琐、产率不高、环境污染等缺点。为了克服上述缺射至反应所规定的时间,取出冷却,取样测定其酸电
点、文瑞明等用五水四氯化級催化合成氯乙酸正丁值。利用GB168れ方法测定反应前后酸值的变子
酯2];李旺英等用氨基磺酸催化合成氯乙酸正丁化,按下式计算反应的酯化率
汽
3]。固体酸催化酯化反应具有催化活性好、酯化
酯化率/%=(1ー反应后酸值/反应前酸值)×100%
率高、产品后处理容易等优点,但反应时间较长,而
测定酸值后的反应混合液依次用水、碳酸钠溶
车
做波辐射对酯化反应具有均匀显著加速作用“?。液和饱和食盐水进行洗涤,再用MsO干燥,通过
本文采用微波辐射技术,用SO2~TO2固体超强蒸馏纯化,收集173~178℃馏分,即为产品。
各
酸作催化剂合成了氯乙酸正丁酯,并探讨了合成的
2结果与讨论
种
最优条件。
专
1实验部分
取1L3xO12ma)氯乙酸,2.0ma(0x/
.1反应时间对酯化率的影响
1.1实验材料与仪器
mol)正丁醇,1.5g催化剂,微波输出功率为729W
秤
氯乙酸、正丁醇、浓硫酸、氨水(均为分析纯);硫改变反应时间,结果见表1。
酸钛(化学纯)。2W阿贝折光仪,红外光谱(KBr压
表1反应时间对酯化率的羏响
片)使用 Nicolet5 DXB FI-IR红外分光光度计,PE
反应时间/min
酯化率/
2400型CHN元素分析仪, Avance300型核磁共振一
N
仪(CDO3作溶剂,TMS做内标),聚四氟乙烯反应
罐,格兰仕微波炉(900W,2450MHz)
1.2SO2-/O2固体超强酸的制备
CO
将硫酸钛溶于水中,加氨水使之沉淀完全,陈化
2h,抽滤,滤饼置于烘箱中于110℃下烘干,研细,
每g沉淀用15mL硫酸溶液(0.1mol-L-1)浸泡1
18
95.0
h,抽滤,烘干,在马福炉内于500℃下焙烧3h,制得
O
作者简介:兰翠玲(1965-),女,广西大化县人,副教授,研究方向:有机合成和配位化学,Emai:lancuiling6598c2lcmn.com
收稿日期:2007-01-18
维普资讯hup:/www.equip.com
化工技术与开发
第36卷
由表1可见,随着反应时间的增长,氯乙酸的酯微波输出功率进行实验,结果见表4。
化率逐渐升高,当达到14min时,酯化率已达到
表4微波输出功率对酯化率的影响
94.8%,再增大反应时间,酯化率增加已不明显,因
输出功率/
酯化率/%
此反应时间以14min较适合。
2.2酸醇物质的量比对酯化率的影响
91.9
取113g(0.12mol)氯乙酸,1.5g催化剂,微
波输出功率为729W,反应时14min,改变酸醇物
522
92.1
质的量比进行实验,结果见表2。
表2酸醇物质的量比对酯化率的影响
900
94.9
酸醇物质的量比
酯化率/%
由表4可知,酯化率随着微波输出功率的增大
1:1.0
而增大,但当微波输出功率达到729W后,酯化率
1:1.5
增加幅度不大,且在实验中发现,当微波输出功率大
1:2.0
94.8
于729W时,催化剂板结严重,这对催化剂的重复
1:2.5
94.9
使用不利,因此,微波输出功率以729W较合适。
5催化剂的重复使用对酯化率的影响
1:3.0
94.5
取11.3g(0.12mol)氯乙酸,22.0mL(0.24
由表2可知,在酸醇物质的量比达到1:2.0之mol)正丁醇,1.5g催化剂,微波输出功率为729W
前,酯化率随着酸醇物质的量比的增大而提高,当酸反应时间14min,待酯化反应结東,将反应体系冷
醇物质的量比达到1:2.0时,酯化率基本保持不变,却至室温,用“倾析法”倾出反应液,而催化剂不经过
因此最适合的酸醇物质的量比为1:2.0
任何处理,重复进行酯化反应实验。催化剂重复使
2.3催化剂用量对酯化率的影响
用的结果见表5。
取11.3g(0.12ml)氯乙酸,2.0mL(0.24
表5催化剂的重复使用对毒化率的形晌
mol)正丁醇,微波输出功率为729W,反应时间14
催化剂重复使用次数
酯化率/%
min,改变催化剂SO2-/TO2固体超强酸的用量进
行实验,结果见表3。
表3催化剂用量对酯化率的影响
93.2
催化剂用量g
酯化率/%
0.5
89.9
1.0
94.8
由表5可知,SO42-/TO2固体超强酸在使用过
2.0
程中是稳定的,重复使用性能良好,重复使用5次其
酯化率仍大于91%。由此可见,SO42/TO2固体
超强酸在连续多次重复使用催化后,仍具有很高的
由表3可知,SO2~/TiO2固体超强酸对氯乙酸催化活性,不失为一种对氯乙酸正丁酯合成反应有
正丁酯的合成反应具有明显的催化活性,较少的催效的催化剂
化剂就能起较好的催化作用。随着催化剂用量增2.6优化条件重复实验
加,酯化率增加,但当催化剂用量增加到一定程度
根据以上试验结果,反应的优化条件是:酸醇物
后,酯化率变化甚微,因此,该反应合适的催化剂用质的量比为1:2.0,催化剂的用量为1.5g,微波输
量为1.5g。
出功率为729W,反应时间为14min。在优化条件
2.4微波