【正文】
ol 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。它們大部分是結晶化合物,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。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。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。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??s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。 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。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,不腐蝕設備及環(huán)境污染小等特點。對堿也穩(wěn)定。通常,用強無機酸催化,醛與過量醇反應即可生成。 (酮)的合成方法(1)季戊四醇雙縮醛(酮)的反應季戊四醇雙縮醛的反應式如下:此反應中,n(季戊四醇):n(醛或酮)=1:2參與反應。在此之前,季戊四醇雙縮甲醛用濃鹽酸作催化劑已經(jīng)合成,然而乙醛和三氯乙醛的季戊四醇雙縮醛合成卻失敗了。他的這種合成方法得到了廣泛的應用。YY Wang等[13]等用硫酸功能化離子液體作為催化劑合成了10種雙縮產(chǎn)物。早在1926年,F(xiàn)airbourne and Woodley[15]報道了季戊四醇單縮對二甲氨基苯甲醛的生成。當時,很少的單縮產(chǎn)物被報道。他們發(fā)現(xiàn),單縮反應可在水和1,4二氧六環(huán)或者二乙二醇乙醚的單相溶劑中產(chǎn)生。GW Wang等[17]報道了以N,N二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑,以對甲苯磺酸為催化劑,成功合成了4種直鏈的季戊四醇單縮醛,產(chǎn)率在56%71%之間。雜二縮醛(酮)可以在單縮醛(酮)的基礎上合成。Bograchov[11]報道季戊四醇單縮鄰硝基苯甲醛與對硝基苯甲醛制備雜二縮產(chǎn)物時,發(fā)現(xiàn)鄰硝基被對硝基取代,生成了對硝基苯甲醛的雙縮產(chǎn)物。他們以等摩爾量的季戊四醇單縮醛(酮)和醛為原料,以活性炭負載磷鎢酸為催化劑,苯為溶劑,在微波爐中輻射一定時間,粗產(chǎn)物用95%乙醇重結晶或通過硅膠柱層析,得到目標產(chǎn)物。逐步完善季戊四醇縮醛(酮)系列的研究。合成縮醛(酮)的研究是一個活躍的課題,人們正在不斷地追求高效易得的催化劑,從而達到低成本、低消耗、高產(chǎn)率、少污染的目的。若溶液呈藍色,是由于鎢(VI)還原的結果,需向溶液中滴加3%過氧化氫或溴水至藍色退去。上層是醚,中間是氯化鈉,鹽酸和其它物質(zhì)的水溶液,下層是油狀的十二鎢磷酸醚合物。將圓底燒瓶放在通風處(注意,防止落入灰塵),使醚在空氣中漸漸揮發(fā)掉,即可得到白色或淺黃色十二鎢磷酸固體。標準的PW12O403有4個特征振動吸收峰:1 080cm1(PO)。通過紅外譜圖的特征峰證明此物為十二鎢磷酸。 (1)產(chǎn)品為白色片狀晶體,%。 1 209, 1 184cm1(季碳)。然后加熱回流至無水層分出為止。 (3)此產(chǎn)品的紅外譜圖為:圖23 季戊四醇雙縮苯甲醛的紅外譜圖(4) 此產(chǎn)品的譜圖分析:IR (KBr)v: 3058,3034,2998,2958,2907,2855,1606,1496,1468,1454,1203,1160,1115,1078,1030,1021,748 cm1這些數(shù)據(jù)與文獻基本吻合,通過此產(chǎn)品的紅外譜圖的特征峰證明合成的目標產(chǎn)物為季戊四醇雙縮苯甲醛。 pH變化對反應產(chǎn)率的影響固定鎢酸鈉與磷酸氫二鈉的摩爾比為12:1,反應溫度為90℃,考察不同pH對反應產(chǎn)率的影響,結果見表32。表33 反應溫度對反應產(chǎn)率的影響溫度/℃708090100產(chǎn)率/%數(shù)據(jù)顯示:在此反應條件下,十二鎢磷酸的收率隨著反應溫度的變化而變化,當反應溫度為90℃時,產(chǎn)物收率最高。因此,考慮到后續(xù)分離的需要,%比較合適。5%,加入80mL環(huán)己烷作帶水劑,改變季戊四醇的用量,控制回流溫度為95~110℃, h,考察不同原料量比對產(chǎn)品收率的影響,結果見表35。因此選擇適宜n1∶n2=1∶。這是因為反應體系的溫度隨反應時間的延長逐漸上升,這時反應中催化劑表面路易斯酸點與醇羥基路易斯堿親電反應漸漸成為主導反應,醇脫水速度加快,催化劑選擇性降低,體系的色澤也逐漸加深,副反應增多。我們曾試驗了在其他條件不變的情況下,以甲苯或苯代替環(huán)己烷作溶劑,盡管回流溫度升高,但產(chǎn)品產(chǎn)量并沒有提高甚至還略有下降,而且反應溫度越高,反應物的碳化也變得越明顯。回收前后的HPW在水和無水乙醇中的電位滴定曲線相似(見圖31和圖32)。 圖31 水中HPW的滴定曲線圖32 乙醇中HPW的滴定曲線 對氨基苯磺酸催化合成季戊四醇雙縮苯甲醛 ∶1,環(huán)己烷80 mL,回流溫度83℃, h,改變催化劑的用量,進行實驗結果見表37。隨著醛醇摩爾比增大反應產(chǎn)率相應提高。 帶水劑對反應的影響∶1, h,采用能與水形成恒沸物的溶劑環(huán)己烷苯和甲烷,分別進行實驗。當反應結束冷卻后,它又呈結晶析出,沉積于瓶底,極易與反應產(chǎn)物分離。 總 結(1)十二鎢磷酸具有很好的催化性能,反應條件為: 環(huán)己烷為溶劑,醛醇摩爾比為1∶,(%)。(3)對氨基苯磺酸對季戊四醇雙縮苯甲醛有良好的催化劑作用,反應條件為:∶1, g, h,帶水劑環(huán)己烷80mL,%。本文采用對氨基苯磺酸為催化劑,合成季戊四醇雙縮苯甲醛,該反應條件溫和,操做簡單。(6)雜多酸及其鹽類化合物以其獨特的酸性、 “準液相 ” 行為、 環(huán)境友好、 多功能(酸、 氧化、 光電催化 )等優(yōu)點在催化研究領域中受到研究者們的廣泛重視。參考文獻[1]Mager,:Nelson,:Robertson,1951,E3[2]Hanzlik R P,Leinwetter M,Reactions Of Epoxides AndCarbonyl Compounds Catalyzed By Anhydrous Copper Sulfate[J].J Org Chem,1978,43(3):438440[3] 王官武,袁先友,雷學工等,季戊四醇雙縮醛的合成[J]。精細化工,2005,22(6):434435[6]陳新,徐永廷,金春霞,季戊四醇雙縮醛的合成與表征[J]。多酸化合物及其催化[M]。雜多酸催化劑及其在精細化學品合成中的應用[J]。縮醛(酮)的雜多酸催化合成[J]。 H3PMo12nWnO40雜多酸物理化學性質(zhì)的研究[J]。精細化學品的催化合成,北京:化學工業(yè)出版社,2005[17]北京師范大學無機教研室等編,無機化學實驗(第二版)[M],北京:高等教育出版社,1991。清潔催化氧化苯甲醛制備苯甲酸[J]。在做論文期間,余艷老師對我的成長和論文的順利完成付出了極大的心血。襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄