【正文】 哈爾濱學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 季戊四醇雙縮醛的合成 院（系）理學院專 業(yè)化學年 級072姓 名溫曉麗學 號07052214指導教師余艷職 稱講師2011 年 06 月 13 日目 錄摘 要 1ABSTRACT 2前 言 3第一章 文獻綜述 5 縮醛的簡介 5 縮醛 5(酮)的合成方法 6 縮醛合成的發(fā)展前景 9第二章 實驗方法 10 實驗所用儀器試劑及藥品 10 實驗儀器 10 實驗藥品 10 季戊四醇雙縮苯甲醛的合成 10 10 11 11 十二鎢磷酸催化合成雙縮季戊四醇苯甲醛 12 12 12 13 對氨基苯磺酸催化合成季戊四醇雙縮苯甲醛 13 合成原理 13 實驗過程 13 產(chǎn)品分析 14第三章 實驗結(jié)果與討論 15 十二鎢磷酸制備 15 鎢酸鈉與磷酸氫二鈉配比對反應產(chǎn)率的影響 15 pH變化對反應產(chǎn)率的影響 15 反應溫度對反應產(chǎn)率的影響 15 十二鎢磷酸催化合成季戊四醇雙縮苯甲醛 16 催化劑的用量與雙縮季戊四醇苯甲醛產(chǎn)率的關(guān)系 16 醛醇物質(zhì)的量的比對收率的影響 17 反應時間對收率的影響 17 18 對氨基苯磺酸催化合成季戊四醇雙縮苯甲醛 20 催化劑用量對反應的影響 20 醛醇摩爾比對反應的影響 20 時間對反應的影響 20 帶水劑對反應的影響 21 催化劑重復使用性能的考察 21總 結(jié) 20參考文獻 21致 謝 23摘 要季戊四醇縮醛(酮)在有機合成與工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用。季戊四醇縮醛(酮)的合成是由季戊四醇與醛(酮)在酸催化下縮合而成?？梢酝ㄟ^選擇反應物的物料比、溶劑、催化劑合成雙縮醛(酮)、單縮醛(酮)、雜二縮醛(酮)。本文將對季戊四醇縮醛(酮)合成的研究作進一步說明。實驗結(jié)果表明:物料配比n (季戊四醇)∶n(醛或酮)為1∶2，催化劑為十二鎢磷酸或?qū)Π被交撬?，其中催化劑十二鎢磷酸的制備的最佳條件為鎢酸鈉和磷酸氫二鈉的配比為12:1，pH為2，最佳反應溫度為90℃。兩種催化劑用量均為07 g，帶水劑為環(huán)己烷，用量80 mL。在最佳工藝條件下所制得的產(chǎn)品為白色片狀晶體。以十二鎢磷酸為縮醛反應的催化劑， 雜多酸作為酸型催化劑，是近年來發(fā)現(xiàn)的較為理想的酸型催化劑。具有較高的催化性能，醛與季戊四醇的反應為非均相催化，其催化活性不受回收次數(shù)的影響。以對氨基苯磺酸為縮醛反應的催化劑，具有較高的活性與選擇性，連續(xù)催化性能好，后處理簡便，副反應少等優(yōu)點，是一種很有開發(fā)前景的固體酸催化劑。通過紅外譜圖對產(chǎn)品進行了物性和結(jié)構(gòu)表征。關(guān)鍵詞：季戊四醇；縮醛；合成；催化 AbstractPentaerythritol in organic synthesis and industrial production is widely used. Pentaerythritol acetal (ketone) is synthesized by pentaerythritol with aldehyde (ketones) in the acid catalyzed condensation. Condensation can select materials of reactants than, solvents, catalyst synthesis double used in acetal (ketal), single used in acetal (ketone), miscellaneous two used in acetal (ketone). This article has researched the synthesis of pentaerythritol acetal (ketone). Experimental results show that the material ratio n (pentaerythritol) : n (aldehyde or ketones) for 1:2, catalyst for twelve tungsten phosphoric acid or amino benzene sulfonic acid, including the preparation of twelve tungsten phosphoric acid catalyst the best conditions for tungstic acid and disodium phosphate proportion for 12:1, pH is 2, the best reaction temperature is 90 ℃. Two kinds of catalyst are 0 .7 g, with the agent for the cyclohexane, the amount of 80 mL. In optimum conditions, the prepared product is a white flaky crystals. The twelve tungsten phosphoric acid catalyst for the acetalization reaction, heteropoly acid as an acid catalyst, is a recently discovered the ideal acid the high catalytic performance, the reaction in aldhydes with pentaerythritol is a homogeneous catalysis, the catalytic activity without affecting the number of recovery. With amino benzene sulfonic acid as catalyst, acetals reaction with high activity and selectivity, continuous catalytic performance is good, postprocessing is simple, side effects etc, and is less a very solid acid catalyst development prospects. Through the structure was conformed by infrared spectra . Their spectral propertieswere also is discussed. Keywords: pentaerythritol。 Acetals。 Synthesis。 catalytic 前 言季戊四醇雙縮醛化合物在工業(yè)和有機合成中應用廣泛。它們大部分是結(jié)晶化合物，有固定的熔點工業(yè)上常作為增塑劑、抗氧劑、殺蟲劑和表面活性劑的消泡劑，在有機合成中用來合成有生理活性的物質(zhì)和作為醛、酮的保護基團。季戊四醇雙縮醛、酮的合成通常在酸性條件下進行，已報道的催化劑有質(zhì)子酸:如鹽酸[1]、硫酸[2]。路易斯酸:如氯化鋅[3]。但以上方法存在腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境、反應時間長等缺點。近年來，以分子篩[4]、蒙脫土[5]、雜多酸[6]、對甲苯磺酸[7]、可膨脹石墨[8]、Y沸石[9]等為催化劑的新方法取得了較好效果。但仍以苯或甲苯為溶劑在分水條件下進行反應，因此有必要對以上工藝進行改進。隨著日用化學工業(yè)的快速發(fā)展，對香料、香精的品種及需求量不斷增加?？s醛(酮)是一類有著優(yōu)于母體羰基化合物香味的香料，常被用于糖類物質(zhì)的合成，有機合成的羰基保護，油漆、食品、煙草、化妝品和制藥工業(yè)等的中間體和目標產(chǎn)物，甚至被用作特殊反應溶劑。其傳統(tǒng)的合成方法是在無機酸催化下合成，但該法存在副反應多，產(chǎn)品純度不高，設(shè)備腐蝕嚴重，后處理中含有大量的酸性廢水，易造成環(huán)境污染等缺點。隨著人民生活水平的提高，對香精和食品的質(zhì)量以及環(huán)境保護提出了越來越高的要求，因此，研究和開發(fā)合成縮醛(酮)的方法具有一定的意義。文獻報道了一些路易斯酸、分子篩、碘化鎘、固體超強酸等固體酸催化劑對縮醛(酮)反應以及磷鎢酸、水合硫酸鐵等固體酸催化劑對縮醛的合成具有良好的催化作用。新型環(huán)境友好綠色催化劑———雜多酸及其鹽類開發(fā)研究日益受到人們關(guān)注。在催化理論中，對于活性中心的觀點人們已達成共識，認為分子接近活性中心是關(guān)鍵的一步，因此必須尋找合適的載體，將雜多酸有效地分散開，最大程度地發(fā)揮其催化作用。聚苯胺(PAn)在儲能、信息儲存、非線性光學系統(tǒng)、抗輻射、催化劑、指示劑、傳感器等領(lǐng)域都有良好的應用前景，成為當前材料科學中的一個研究重點。 PAn以其獨特的摻雜現(xiàn)象及良好的穩(wěn)定性為雜多酸催化載體的選擇又增加了一個新的研究方向，即以PAn為載體，將具有催化活性的雜多酸摻雜其中，可增大雜多酸的比表面積，提高其催化活性?？s醛(縮酮)類化合物具有化學性質(zhì)穩(wěn)定、香氣類型多等特點，深受廣大調(diào)香人員的青睞，在酒類、軟飲料、冰激淋、化妝品等的調(diào)香定香中應用廣泛。縮羰基類香料是最近二十年來發(fā)展起來的新型香料化合物。由于它們具有優(yōu)于母體化合物的花香、果香、木香、薄荷香或杏仁香等，香氣溫和，留香持久；原材料來源豐富，生產(chǎn)工藝簡單，化學活性好等特點?？梢栽黾酉憔奶烊桓校鳛樾滦拖懔显谌沼孟憔蛯嵱孟憔确矫嫔钍苷{(diào)香師們的歡迎。因此，縮醛(酮)類香料的合成研究倍受關(guān)注。 在工業(yè)上常用做增塑劑、固化劑、抗氧化劑、消泡劑等，在農(nóng)業(yè)方面可用做殺蟲劑，還用做樹脂、油漆的原料及陰離子表面活性劑清洗液的消泡劑。該類化合物可在稀酸條件下水解成原來的醛和酮，因此在有機合成中也可以用作醛、酮羰基的保護劑。通常，季戊四醇雙縮醛(酮)的合成是在催化劑的存在下進行。過去使用的催化劑有鹽酸、硫酸、氯化鋅、蒙脫土、可膨脹石墨和無水硫酸亞鐵等，但這些方法都存在著反應時間長、產(chǎn)率低的缺點。因此，人們希望找到能夠替代的新型催化劑，這種催化劑應具有活性高，可以回收再生使用，不腐蝕設(shè)備及環(huán)境污染小等特點。第一章 文獻綜述 縮醛的簡介 縮醛縮醛，是一類同一碳上連有兩個烷氧基和一個氫的有機化合物，是一類有機化合物的統(tǒng)稱，是由一分子醛與兩分子醇縮合的產(chǎn)物，縮醛通常具有令人愉快的香味。縮醛在酸的催化下易水解成原來的醛和醇。縮醛性質(zhì)穩(wěn)定，許多能與醛反應的試劑如格利雅試劑、金屬氫化物等，均不與縮醛反應。對堿也穩(wěn)定。但在稀酸中溫熱，會發(fā)生水解反應，生成原來的醛。因此，提供了一種保護醛基的好方法，使醛基在多步反應中不被破壞。由于縮醛的穩(wěn)定性 和其具有的芳香氣味，多用于香料工業(yè)，作食品、化妝品的添加劑，也是有機合成的原料。通常，用強無機酸