【正文】 液漏斗中，緩慢滴加到三口燒瓶中．由于干燥過程劇烈放熱，應(yīng)小心燙傷，操作過程最好戴手套．干燥完成后，待混合物冷卻到室溫，將三口燒瓶上回流冷凝管撤掉，使用直形冷凝管收集餾分，然后使用油浴鍋加熱三口燒瓶至150℃，即可獲得粗產(chǎn)品提純樣 ． 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 韋氏液校正方法的更正在丙烯醇含量的測定過程中發(fā)現(xiàn)硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量總是在 16mL 左右，與理論計(jì)算量相差較大，可能在配置韋氏液過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤．查閱相關(guān)資料得知碘單質(zhì)與丙烯醇中雙鍵的加成速度很慢，難以應(yīng)用于滴定分析．對韋氏液校正方法進(jìn)行更正：量取 25mL177。 氯化碘溶液于 250mL 碘量瓶中，加入 15mL 碘化鉀溶液和100mL 水，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入 2mL 淀粉指示液，用力振蕩，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛剛消失，即為終點(diǎn)．消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積應(yīng)在34mL~37mL 范圍內(nèi)，否則需加入四氯化碳和冰乙酸的混合溶液或氯化碘來調(diào)節(jié)．使用丙烯醇標(biāo)準(zhǔn)樣配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 4%的丙烯醇水溶液對以上兩種韋氏液進(jìn)行驗(yàn)證．表23 使用更正前韋氏液測定丙烯醇含量丙烯醇質(zhì)量/g 消耗硫代硫酸鈉溶液的體積/mL 丙烯醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%0 0 表24 使用更正后韋氏液測定丙烯醇含量丙烯醇質(zhì)量/g 消耗硫代硫酸鈉溶液的體積/mL 丙烯醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文160 0 由表中數(shù)據(jù)可以看出，未更正韋氏液校正方法前測得的丙烯醇含量明顯偏高很多且不準(zhǔn)，使用更正后的韋氏液校正方法可以較為準(zhǔn)確地測定丙烯醇的含量，所以本課題使用后者進(jìn)行測定分析． 甘油、甲酸投料比對甲酸轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率的影響反應(yīng)時(shí)間、甘油水含量不變的情況下，通過改變甘油與甲酸的摩爾比，尋找最佳反應(yīng)摩爾比．3684024648502546586026468702741:.51:.41:.31:.21:.1:.01:甲酸轉(zhuǎn)化率/%丙烯醇產(chǎn)率/% 丙 烯 醇 產(chǎn) 率 甲 酸 轉(zhuǎn) 化 率n℃甘 油 ℃n甲 酸 ℃1: 60626466870727476788082 圖 21 甘油、甲酸投料比對甲酸轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率的影響由圖可知，在甘油和甲酸的摩爾比為 1 : 時(shí)，或得了較高的產(chǎn)率，為 %．甲酸轉(zhuǎn)化率先降低后升高，可能是由于隨著甲酸物質(zhì)的量增加，轉(zhuǎn)化率先降低，后生成二酯或三酯使轉(zhuǎn)化率升高．丙烯醇的合成研究17 甘油、甲酸投料比對殘液皂化值的影響1:. 1:.21:.31:.41:.502040608010120皂化值mgKOH/g n（甘 油 （n甲 酸 （ 皂 化 值圖 22 甘油、甲酸投料比對殘液皂化值的影響隨著甲酸物質(zhì)的量的增加，皂化值先降低后升高，可能是由于甘油和甲酸的摩爾比為 1 : 時(shí)，生成多酯而造成． 反應(yīng)時(shí)間對甲酸轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率的影響甘油與甲酸的摩爾比不變，改變反應(yīng)在 120℃的停留時(shí)間，考察丙烯醇產(chǎn)率和甲酸轉(zhuǎn)化率的變化規(guī)律．01020304050646687072 丙 烯 醇 產(chǎn) 率 甲 酸 轉(zhuǎn) 化 率反 應(yīng) 在 1℃ 停 留 時(shí) 間 /min丙烯醇產(chǎn)率/% 626466870甲酸轉(zhuǎn)化率/%圖 23 反應(yīng)時(shí)間對甲酸轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率的影響江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文18在 n（甘油）：n（甲酸）=1: 的條件下，改變反應(yīng)在 120℃恒定的反應(yīng)時(shí)間．由圖可知，在 120℃反應(yīng)的時(shí)間越長，產(chǎn)率越低．甲酸轉(zhuǎn)化率并不呈明顯規(guī)律性． 反應(yīng)時(shí)間對殘液皂化值的影響0102030405002040608010皂化值/(mgKOH/g) 反 應(yīng) 在 1℃ 停 留 時(shí) 間 /min皂 化 值圖 24 反應(yīng)時(shí)間對殘液皂化值的影響 甘油水含量對甲酸轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率的影響反應(yīng)在甘油與甲酸摩爾比為 1 :，并且反應(yīng)溫度達(dá)到 120℃時(shí)不停留，繼續(xù)升溫，改變甘油的含水量考察產(chǎn)率和甲酸轉(zhuǎn)化率的變化規(guī)律．626466870721::.51:.0 丙 烯 醇 產(chǎn) 率 甲 酸 轉(zhuǎn) 化 率n℃甘 油 ℃n水 ℃丙烯醇產(chǎn)率/%1: 66870甲酸轉(zhuǎn)化率/%圖 25 甘油水含量對甲酸轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率的影響丙烯醇的合成研究19由圖可知，甘油幾乎不含水時(shí)，產(chǎn)率很低，加入少量水可以使反應(yīng)物充分混合，減少副反應(yīng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率．而加入的水過量時(shí)，產(chǎn)率顯著下降，可能是由于較多增加水含量時(shí)不利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行． 甘油水含量對殘液皂化值的影響1: 1:.0 1:.5 1:501015020皂化值mgKOH/g 皂 化 值n℃甘 油 ℃n水 （圖 26 甘油水含量對殘液皂化值的影響隨著水含量的增加，殘液皂化值迅速降低，可能原因：水較少時(shí)，第一步酯化反應(yīng)正向進(jìn)行徹底，生成多酯；水較多時(shí)，不利于第一步反應(yīng)正向進(jìn)行，故皂化值較低． 丙烯醇提純樣的表征采用 FTLA2022 型傅里葉紅外光譜儀對丙烯醇標(biāo)樣進(jìn)行紅外表征．江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文2040350302502022010503040506070809010Transmitance(%)Wavenumber(cm1)圖 27 丙烯醇的紅外吸收光譜譜圖中，吸收頻率 1646cm1 為碳碳雙鍵吸收峰，吸收頻率 3352cm1 為羥基吸收峰．采用 GC9790 氣相色譜儀進(jìn)行分析丙烯醇標(biāo)樣和粗產(chǎn)品丙烯醇提純樣，采用單點(diǎn)矯正法計(jì)算丙烯醇含量．氣相色譜條件為：進(jìn)樣口溫度 170℃；分流比 50 :1；色譜柱 SE54，30m ；程序升溫：30℃保持 5min，20℃/min 升溫速率至 160℃．監(jiān)測器 FID，溫度 280℃（空氣流速 400mL/min；氫氣流速 ） ．圖 28 丙烯醇的氣相色譜圖丙烯醇的合成研究21圖 29 丙烯醇提純樣的氣相色譜圖丙烯標(biāo)樣和粗產(chǎn)品提純樣的主峰保留時(shí)間分別為 和 ，考慮到人為操作因素的延時(shí)，可以判斷為同一種物質(zhì)．丙烯醇標(biāo)樣中在 5min 后出現(xiàn)的雜峰沒有重復(fù)性，可能是由于毛細(xì)管柱中存在雜質(zhì)．通過對兩者的峰面積，使用單點(diǎn)校正法計(jì)算丙烯醇提純樣中丙烯醇的含量約為 99%左右．江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文22丙烯醇的合成研究23第 3 章 結(jié)論與展望 結(jié)論本研究主要探究了丙烯醇的合成方法，重點(diǎn)考察了投料比、反應(yīng)時(shí)間、甘油含水量等對產(chǎn)品收率、甲酸轉(zhuǎn)化率的影響，并分析了殘液的皂化值．使用碘量法對粗產(chǎn)品中丙烯醇含量進(jìn)行了測定．嘗試使用氧化鈣對粗產(chǎn)品進(jìn)行了提純．反應(yīng)條件優(yōu)化如下：在 n（甘油）：n（甲酸）：n（水）=1::1 時(shí)，加熱 45min 升溫至 165℃左右，快速升溫至 230℃，在不超過 250℃的條件下反應(yīng)．最終獲得了 %的產(chǎn)率（以甘油記） ，甲酸轉(zhuǎn)化率為 %，殘液皂化值為 ． 不足之處及未來展望 不足之處 本實(shí)驗(yàn)的主要不足之處如下：(1) 甲酸的轉(zhuǎn)化率仍然不高，需要進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)條件，提高轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率；(2) 提純方法較為繁瑣，并消耗大量氧化鈣，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用；(3) 對反應(yīng)機(jī)理的探究還不夠；(4) 使用單因素法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件具有片面性． 未來展望 甘油合成丙烯醇是值得深入研究的課題．該反應(yīng)具有條件溫和、原料廉價(jià)、選擇性高等優(yōu)點(diǎn)．今后甘油產(chǎn)量將不斷增加，使用甘油為原料的工業(yè)成本將不斷變低，為本研究的實(shí)際應(yīng)用帶來機(jī)遇．江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文24丙烯醇的合成研究25參考文獻(xiàn)[1] Arevalo B, Facio B, Jimenez A, et al. 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