十六烷基三甲基溴化铵催化合成对甲苯氧乙酸.pdf

第39卷第10期
化工技术与开发
Vo1. 39 No 10
2010年10月
Technology &Development of Chemical Industry
Oct,2010
究う发
十六烷基三甲基溴化铵催化合成对甲苯氧乙酸
农邦写,黄锁义
(右江民族医学院,广西百色533000)
摘要:利用十六烷基三甲基溴化铵催化氯乙酸和对甲苯酚合成对甲苯氧乙酸,十六烷基三甲基溴化铵具有较高的催化
活性,可以加快合成对甲苯氧乙酸。考察了对甲苯酚与氯乙酸摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度对产率的影响以及
催化剂的重复使用性能。反应的最佳条件为:在80℃下,对甲苯阶和氯乙酸的摩尔比为1:2,催化剂质量为0.2g,反应时
间2.5h,此反应所得到的对甲苯氧乙酸的产率为51.93%。该催化剂的用量很少,易于回收,并且可以重复使用
关键词:对甲苯氧乙酸;氯乙酸;对甲苯酚;十六烷基三甲基溴化铵;合成
中图分类号:O625.5
文献标识码:A
文章编号:1671-905(2010)10-0001-03
植物生长调节剂系人工合成具有天然植物激测定用毛细管法,所用试剂都是分析纯。
素活性的物质。芳氧乙酸及其酯类是一种具有多种1.2对甲苯氧乙酸的合成
用途的选择性除莠剂,同时也是植物的生长调节剂
用相转移催化剂在两相体系中进行对甲苯氧
和除草剂。研究探讨合成芳氧乙酸的新技术以提乙酸的合成。在装有电动搅拌器和回流冷凝管的
高生产能力,对工农业生产有着重要的现实意义。250mL的三颈瓶中加入0.01mol的对甲苯酚,加入一
制备芳氧乙酸一般采用 Wiliamson法、微波合成法定量的NaOH和50mL的水,搅拌将其溶解,升温至
和相转移催化法等。 Williamson法条件苛刻,75℃后再溶解含有氯乙酸和催化剂的苯(50mL),温
产率不稳定;微波法虽反应时间短,但需微波设备,度保持不变反应一定的时间,冷却放置一段时间后
反应温度不易控制,易导致有机物炭化,难以进行分出有机层,水层用盐酸酸化至刚果红试纸变色,
放大生产;使用传统的相转移催化剂虽然具有反应分离出针状晶体,用固体碳酸钠加蒸馏水使其变成
条件温和、时间短、产率高等特点,但因相转移催盐而溶于水,分出水层再酸化得到沉淀,烘干后再
化剂一般具有不同程度的乳化作用,给产品的分离用适当的溶剂重结晶得到晶体,产品烘干后称量并
带来不便,而且催化剂不能回收重复使用。为此,计算对甲苯氧乙酸的收率,必要时可进行减压蒸馏
为了提高芳氧乙酸的产率,我们参考文献,设计提纯。
以对甲苯酚、氯乙酸和氢氧化钠为原料,苯作溶剂,
用十六烷基三甲基溴化铵作新型相转移催化剂进2结果与讨论
行相转移催化反应,合成对甲苯氧乙酸。
2.1催化剂用量对产品收率的影响
1实验部分
当反应中对甲苯酚用量为1,06mL(O0lmo吵、氯
乙酸用量为3.78g(0.04mo)和50mL的蒸馏水,在
1.1试剂与仪器
75℃下反应2h时,改变催化剂的用量,考察催化剂
PE Spectrum One FI- IR Spectrometer 1傅立叶变用量对产品收率的影响,结果见表
换红外光谱仪;PE2400 SeriesⅡ元素分析仪。熔点
基金项目:广西自然科学基金课题(桂科自0899022),广西教育厅课题(200710LX149)
作者简介:农邦写(1986-),男,广西百色市人,本科在读,研究方向:有机合成
通讯联系人:黄锁义(1964),男,广西南宁市人,药学系副主任,教授,硬土研究生导师,主要从事医用化学的教学和科研
工作,E-mailhuangsuoyi(@163.com,3507768926(手机)20776-2830958(宅),0776-2850590(办)
收稿日期:2010-05-30
化工技术
开发
第39卷
表1催化判用量对产品收率的影响
表4反应温度对产品收率的影响
催化剂g对甲苯酚/氯乙酸(摩尔比)产品g收率%
反应温催化对甲苯酚/氯反应时、,
0.461827.79
度/℃剂g乙酸(摩尔比)间h
3/g收率%
0.2
0.655239.43
0.3
0.607836.58
0.4
1:4
0.500830.14
508
0.2
50.733144.
2.50.863051.93
2.50.589035,45
由表1可以看出,十六烷基三甲基溴化铵对反
90
2.50.459627.6
应有明显的催化作用,增加催化剂用量对提高产品
由表4可以看出,反应温度为80℃时,产品收
收率有利,但是当催化剂用量为0.2g时,产品的率达到最大值。其后,随着反应温度的上升,产品收
收率最大。其后,随着催化剂用量的增加,产品的率反而减少。这是反应温度过长,副反应增多所致。
收率有下降的趋势。
2.5催化剂的重复使用性能
2.2对甲苯酚/乙酸摩尔比对产品收率的影响
由于于六烷基三甲基溴化铵难溶于水,易溶于
当反应中对甲苯酚用量为1.06mL(0.01mol),催苯,直接用含有催化剂的苯层进行重复催化合成试
化剂的用量为0.2g,在75℃下反应时间2h时,改验(在最佳反应条件下进行)第一次产品收率为
变对甲苯酚/氯乙酸摩尔比,考察对甲苯酚/氯乙酸40.02%,第2次明显下降至31.36%。因此,十六烷
摩尔比对产品收率的影响,结果见表2。
基三甲基溴化铵具有一定的重复催化性能。因十六
表2对甲苯设/乙酸尔比对产品收率的影响
烷基三甲基溴化铵在对甲苯酚中有一定的溶解度,
对甲苯酚/氯乙酸(摩尔比)催化剂g产品g收率%所以,在使用过程中会逐步流失,同时催化剂表面
0.2
0.392423.6
酸性中心会被有机物污染,造成重复使用过程中产
0.20.728143.82
0.20.643838.74
品收率逐渐下降,只要其后稍补加十六烷基三甲基
0,2
0.543132.68
溴化铵,就会使产品收率进一步提高
由表2可以看出,当对甲苯酚/氯乙酸摩尔比较2.6产品的分析
大(即氯乙酸用量减少)时,反应体系混合不充分
本法合成的为白色粉末固体,熔点为
产品收率较低;若对甲苯酚/氯乙酸摩尔比较小(即136℃,与文献值134~136℃相符。其红外谱图如
氯乙酸用量过多)时,对提高反应体系的温度不利,图1,红外光谱(R,KB)吸收峰(cm1)的归属为
导致收率偏低。当对甲苯酚/氯乙酸摩尔比为12时1238.86(S,Ar-OR)、1616.62(S,C=C)、1704.03(S,
收率最高,可见,最佳反应条件为对甲苯酚/氯乙酸C-O)、1372.88(-CH)、3032.68(S,-OH、2921,.87(S,
1/2,催化剂的用量为0.2gs
CH2)、813.91(S,苯环对双取代)。元素分析测试结
2.3反应时间对产品收率的影响
果为(C9H1oO)%:C64.96(6505),H637(6.07)(括
当反应中对甲苯酚用量为106mL(0.01mo,号内为计算值,与目标化合物结构吻合。分析结果
催化剂用量为02g时,在75℃下考察反应时间对表明该产品是对甲苯氧乙酸。
产品收率的影响,结