超声辐射合成对苯二甲酰氯.pdf

2010年9月
贾庆超等.超声辐射合成对苯二甲酰氯
超声辐射合成对苯二甲酰氯
贾庆超赵凌赵海洋白海军牛永生
(安阳工学院化学与环境工程系,安阳45000
摘要以对苯二甲酸和氯化亚砜为原料,以吡啶为催化剂,超声辐射合成对苯二甲酰氯。
得出合成对苯二甲酰氯的最佳条件:对苯二甲酸用量0.1mol时,在超声功率250W下,氯化亚砜
40mL,温度80℃,时间3h,产品收率最高可达92%。用熔点仪、红外光谱,核磁共振谱及元素分析
对产物进行了表征。
关键词对苯二甲酸对苯二甲酰氯超声辐射合成
对苯二甲酰氯是一种重要的有机合成中间1.2实验原理
体-2),广泛应用于制备芳纶、聚丙烯酸酯、耐高
COOH
温树脂、绝缘染料、颜料、医药、农药及绝缘材料
催化剂
1+ SOCI
等?。传统工业化合成对苯二甲酰氯有氯化亚
超声辐射
砜酰氯化法(り、光气酰氯化法的等,这些方法虽
COOH
COCI
然收率较高,但反应时同较长。超声辐射技术用
在100mL圆底烧瓶中加人16.6g(0.1mol)
于有机合成,不仅可以改善反应条件,加快反应速对苯二甲酸、3-5滴吡啶和40m氯化亚砜,将上
度,提高反应收率,还可以使一些常规不能进行或部装有氧化钙干燥管的球形冷凝管接在圆底烧瓶
很难进行的反应得以顺利进行?。笔者以传统上,通人入装有氢氧化钠溶液的烧杯中,再放入超声
氯化亚砜合成对苯二甲酰氯工艺为基础,用对波仪器中,调温至反应温度,超声辐射,反应一定
苯二甲酸和氯化亚砜为原料,采用超声辐射技术时间后,减压蒸出过量的氯化亚砜,剩余固体用石
合成目标产物,并考察了温度、氯化亚砜、反应时油重结晶提纯。在烘干箱于燥后得浅黄色针状
间等反应因素对合成条件影响。得出超声合成对
晶体。
苯二甲酰氯最佳反应条件,并用熔点仪、红外光2结果与讨论
谱,核磁共振及元素分析对产物进行了表征。
2.1氯化亚砜用量对产品收率的影响
超声功率250W,温度80℃,对苯二甲酸用量
1实验部分
16.6g(0.1ml),反应3h,考察不同氯化亚砜用
1.1仪器和试剂
量对产品收率的影响。结果见图1
Spectrum RX型红外光谱仪(KBr压片),北
京普析通用仪器有限公司;DPX-400M型核磁共
振仪(TMS为内标,CDCl3为溶剂),德国 Bruker
公司;PE-2400型元素分析仪,美国PE公司;
AL104电子天平, Mettler- Toledo Group;WRS-
8叔礼
IB数字熔点仪,上海精密科学仪器有限公司;
KQ-250B型超声波清洗器,昆山市超声仪器有限
公司;SHB-?S循环式多用真空泵,郑州长城科
工贸有限公司。
氯化亚砜用量/mL
对苯二甲酸,化学纯,国药集团化学试剂有限
图1氯化亚砜用量对产品收率影响
公司;吡啶,分析纯,天津光复精细化工研究所;氯
化亚砜,化学纯,天津大茂化学试剂厂;石油醚,分
收稿日期:2010-07~-19
析纯,天津大茂化学试剂厂。
作者简介:贾庆超,讲师,硕士,主要从事有机合成研究。
精细石油化工进展
第11卷第9期
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
从图1可以看出,随着氯化亚砜用量的增加,收率下降,可见反应已基本完成,故最住超声辐射
反应产物不断增多,由于反应原料是固一液两相,时间为3h,此时产物收率最高可达92%。
两相阻力比较大,但由于氯化亚碳可以溶解对苯
二甲酸,增加氯化亚砜,可增加对苯二甲酸在氯化3产物结构分析与表征
亚砜中的溶解度,减少两相反应的阻力,提高反应3.1熔点测定
速率,使反应收率升高。但当氯化亚砜用量超过
用数字熔点仪对合成的产品进行多次测量
40mL后,收率反而降低,故试验中氯化亚砜最佳
测定值范围在82~83℃之间,测定值与文献值吻
用量为40mL
2.2反应温度对产物收率的影响
3.2红外、核磁和元素分析表征
超声功率250W,对苯二甲酸用量为16.6g,
氯化亚砜的用量40mL,考察温度对产物收率的
影响,结果见图2。
90
8礼
86
350030002500200015001000500
波数
图4对苯二甲酰氯的红外吸收图谱
80
反应温度/℃C
由图4可见,在1459,1470,1560cm'处为
图2反应温度对收率影响曲线
苯环骨架振动伸缩峰;1735cm'处为酰氯基团
伸缩振动吸收峰;854cm'为对位二取代苯环变
从图2可以看出,随着温度的升高,收率不断形振动吸收峰。由此可知,合成产物含有对位二
升高,升温能改变反应常数,当反应温度为80℃取代苯环、酰氯基团,与对苯二甲酰氯结构相符。
时,收率最高。故最佳反应温度为80℃。
核磁共振和元素分析也表明,最终合成产物即为
2.3超声辐射时间对收率的影响
对苯二甲酰氯。
超声功率为250W,对苯二甲酸用量为16.6g,
氯化亚砜用量40mL,温度为80℃,考察超声辐射4结论
时间对对萃二甲酰氯收率的影响,结果见图3。
(1)以对苯二甲酸和氯化亚砜为原料,以呲
啶为催化剂,采用超声辐射合成对苯二甲酰氯,得
出最佳合成条件:对苯二甲酸用量0.1mol,超声
辐射功率250W,氯化亚砜用量40mL,温度
80℃,反应时间3h,产品收率为92%。
(2)对合成产物进行了熔点测定、红外光谱
核磁共振和元素分析表征。分析结果均表明产物
为目标产品。
3)与传统合成对苯二甲酰氯方法相比,采
用超声辐射工艺只需3h,缩短了反应时间,提高
超声辐射时间/h
了产物收率,而且反应温和,是一种合成对苯二甲
图3超声辐射时间对收率影响
酰氯快速有效的方法。
由图3可以看出,随着反应时间的增加,产物
参考文献
的收率不断增加,3h后时间对收率的影响不大,
徐海全,杨万宏,杠永顺等.一种高纯度间苯二甲酰氯的制备