【正文】
utane (12%) as products. While they suggested no reaction mechanism, the further observation thaicyclobutane formation was less in boiling benzene was interpreted as meaning that this was a process of relatively high activation energy.Demjanw[4] reported the treatment of 1,4dibromobutane with zinc in ethanol to give butyl bromide。感謝我周圍的幫助,我的老師、我的同學(xué),是你們的諄諄指導(dǎo)指引了我探索前進的道路,讓我能很快的找到實驗的正確方法,是你們的探討激辯給了我更清晰地看清我前進中的道路,從而能很快的完成任務(wù)。做好一件事情,并不是憑著自己的一意孤行就能做好的,而是需要協(xié)助、幫助,需要不斷提醒、激勵自己的合作伙伴。從這次畢業(yè)論文完成的過程中我學(xué)習(xí)到了很多:從溶液的配制等基本實驗操作到大型精密儀器的操作。我從他身上不僅學(xué)到了從事科學(xué)研究的基本方法和獨立工作的能力,還學(xué)到了許多做人的道理,這些都使我終身受益。我的每一點進步無不凝聚著他辛苦栽培的汗水。從最初的實驗到最后的定稿,在這重要的畢業(yè)環(huán)節(jié)中,我們共同努力過,揮灑汗水和不言放棄,敢于挑戰(zhàn)。和所有大學(xué)的畢業(yè)生一樣,我也非常激動地經(jīng)歷了這樣一次難忘的畢業(yè)論文的完成。畢業(yè)意味著一個人一個階段學(xué)習(xí)生涯的結(jié)束。 Vol. I, p. 269.[9] 韓義民. 2 (4氯苯基)3一甲基丁睛合成中溴化鈉回收技術(shù)及其循環(huán)利用[J].安徽化 工,1994,4:22—24[10] 李梅,韓偉,[J].化學(xué)工程師,1998,5:53[11] [D].浙江大學(xué),2002[12] 王兵,王紅梅,, 4, 5三甲氧基苯甲醛生產(chǎn)廢水中回收溴化鈉的工藝[J].中國 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溴化鉀壓片法表征產(chǎn)品對該產(chǎn)物的檢驗通過測其折射率[18]并與文獻值[15]進行比較加以確定,另外通過溴化鉀壓片法[18]測定了純化后的1,4—二溴丁烷,其紅外譜圖如圖 1 所示。產(chǎn)生的后果是一方面使產(chǎn)物收率不升反降,另一方面,也造成了原料四氫呋喃和濃硫酸的浪費。所以可得:較低溫度下反應(yīng)速度緩慢,從制備到后處理一整個周期所消耗的時間較長,如果應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),并不能很好地做到經(jīng)濟合理。表3不同溫度下產(chǎn)物收率收率的影響編號溫度T/℃產(chǎn)量/g收率/%18029031004105511061157120注:115℃下反應(yīng)時,可觀察到原料發(fā)生碳化;120℃下反應(yīng)時,碳化嚴(yán)重,碳化現(xiàn)象明顯從表3數(shù)據(jù)可知:在80~100℃溫度段內(nèi),隨著溫度的增加,產(chǎn)物收率雖有所增加,不過增加幅度比較平緩,并未出現(xiàn)較大幅度的增加。所以為了選擇一個合理的反應(yīng)溫度,我們控制反應(yīng)原料摩爾配比n四氫呋喃∶n溴化鈉∶n濃硫酸=∶∶,通過改變反應(yīng)溫度,測定了反應(yīng)2h時產(chǎn)品的收率。 反應(yīng)溫度對產(chǎn)物收率的影響隨著反應(yīng)溫度的升高, 反應(yīng)速率也會加快, 但如果反應(yīng)溫度過高, 反應(yīng)液中四氫呋喃的碳化現(xiàn)象則會加重。另外硫酸濃度較大時,硫酸放熱效應(yīng)較大,最初滴加濃硫酸過程中溫度的控制也很重要。其后隨著硫酸量的增加,產(chǎn)物的收率反而開始下降。表2 不同酸度的濃硫酸對產(chǎn)物收率的影響編號濃硫酸用量(mol)濃硫酸百分?jǐn)?shù)(%)實驗現(xiàn)象產(chǎn)物質(zhì)量(g)產(chǎn)物收率(%)1溶液清亮少量——2溶液清亮3溶液清亮4溶液微黃5溶液微黃,比上組稍深6溶液呈紅棕色,稍有碳化7溶液呈紅棕色且發(fā)生碳化注:硫酸濃度的計算包括加入的50mL水從表2數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象可知,隨著硫酸量的增加,產(chǎn)物收率呈上升趨勢。二氧化硫氣體作為一種有毒物質(zhì),容易造成酸雨,最終不但浪費原料而且也造成了環(huán)境的污染。不過如果硫酸的濃度過高,特別是在較高溫度的情況下,由于濃硫酸具有強脫水性,很容易造成原料四氫呋喃被碳化而損耗,并最終降低產(chǎn)物的收率。因此在該反應(yīng)過程中钅羊 鹽的生成是至關(guān)重要的。由于再加大溴化鈉用量時,產(chǎn)品收率并無很大的變化,所以考慮到降低工業(yè)生產(chǎn)中的成本,∶。該固體在水蒸氣蒸餾過程中會溶解。且在實驗過程中我們也發(fā)現(xiàn)當(dāng)溴化鈉用量較大時,剛開始三口燒瓶底部會有部分溴化鈉并未溶解。我們考察了不同溴化鈉量條件下所得產(chǎn)物1,4—二溴丁烷的收率,實驗結(jié)果見表1。反應(yīng)終點以沒有油狀液滴下沉作為判斷依據(jù)。3. 結(jié)果與討論 終點的判斷滴加濃硫酸過程中,剛開始會觀察到溶液由無色逐漸變?yōu)闇\黃色,且隨著濃硫酸量的增加,黃色會加深至微紅。過濾除去氯化鈣,所得到濾液為無色液體,即產(chǎn)品1,4—二溴丁烷。向所得粗品中逐滴緩慢加入碳酸氫鈉飽和溶液中和未反應(yīng)酸液,用PH試紙測試至溶液PH=7~8??刂茰囟?05~110℃回流2h左右。2. 實驗部分2WAJ 型阿貝折射儀( 上海精密科學(xué)儀器廠)Tensor 27傅立葉變換紅外光譜儀 (德國Bruker公司)回流裝置水蒸氣蒸餾裝置沸點測定裝置四氫呋喃(.)溴化鈉(工業(yè)回收)98%濃硫酸(.)碳酸氫鈉(.)無水氯化鈣(.) 1,4—二溴丁烷的制備于250mL三口燒瓶中依次加入50mL水、88g溴化鈉()、20mL的四氫呋喃(),在攪拌下,從恒壓滴液漏斗慢慢的加入48mL的濃硫酸(),滴定過程中溶液溫度不能超過60℃。本文還研究不同溫度、原料配比[13]等反應(yīng)條件對產(chǎn)物收率的影響,并對產(chǎn)物進行表征。不僅僅保護了環(huán)境,而且節(jié)約了材料,提高了經(jīng)濟效益。 課題意義本文以工業(yè)回收溴化鈉和四氫呋喃為原料在濃硫酸催化下合成1,4—二溴丁烷。此法不僅保護了環(huán)境,而且取得了一定的經(jīng)濟效益[12]。經(jīng)電滲析[11]或者濃縮分離法可得到較高純度的溴化鈉固體。合成香蘭素新工藝中回收溴化鈉。在該工藝中使用的回收溴化鈉方法為濃縮分離法。目前該法僅僅應(yīng)用于實驗室制備1,4—二溴丁烷,尚未見關(guān)于該工藝應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的報道。另外,除了上述兩種副產(chǎn)物之外,碳正離子形成后,還可能發(fā)生脫氫反應(yīng),脫去氫離子而生成烯烴或溴代烯烴[8]。反應(yīng)歷程如下所示[3]: 在此反應(yīng)歷程中在形成碳正離子時由于仲碳正離子比伯碳正離子更為穩(wěn)定,所以可能會出現(xiàn)碳正離子的重排反應(yīng)。其反應(yīng)方程式可以描述如下:該反應(yīng)歷程可以表述為反應(yīng)過程中氫離子先與1,4—丁二醇的其中一個羥基結(jié)合生成钅羊 鹽,钅羊 鹽脫水反應(yīng)生成碳正離子。而固體超強酸的使用可減少對設(shè)備的腐蝕損壞。該反應(yīng)的好處是免去了濃硫酸的使用。該生產(chǎn)工藝有待進一步改進。而且由于該反應(yīng)過程中濃硫酸的使用,高溫容易造成濃硫酸對反應(yīng)物及其產(chǎn)物的碳化作用,因此在該反應(yīng)過程中要控制反應(yīng)的溫度,盡量減免副產(chǎn)物[5]的生成以及碳化作用對產(chǎn)品收率造成的影響。歷程第二步反應(yīng)為SN1反應(yīng),反應(yīng)過程中先生成钅羊 鹽,然后脫水生成碳正離子,溴負(fù)離子進攻碳正離子并提供一對孤對電子得最終產(chǎn)物1,4二溴丁烷。溶于氯仿、醇和醚,不溶于水。 1,4Butylenedibromide。 Tetramethylene dibromide。所以,為滿足國內(nèi)市場的需求,本文對1,4—二溴丁烷的制備工藝進行了改進,并對影響產(chǎn)物收率的諸多因數(shù)進行了研究,以期能夠確定最佳的工藝條件,使在合理利用原料的前提下產(chǎn)品能夠達到較高的收率。而根據(jù)資料顯示,國內(nèi)對1,4—二溴丁烷的需求量相對較大。目前國內(nèi)1,4—二溴丁烷的生產(chǎn)的廠家并不多見,且其收率低下,所用的原料配比并不是特別合適,因此也造成原料的較大浪費。另外,1, 4 二溴丁烷在日用化工和醫(yī)藥方面也具有重要的用途, 1, 4 二溴丁烷具有局部刺激性,當(dāng)其處于高濃度時有麻醉作用。醫(yī)藥上被廣泛用于制造氨茶堿、咳必清、驅(qū)蟯凈等。 Sodium Bromide。 Organic Synthesis。關(guān)鍵詞:1,4—二溴丁烷;四氫呋喃;溴化鈉;有機合成;工藝改進The Process Improvement of the Preparation of 1,4 Dibromo ButaneAbstract:In this paper,using tetrahydrofuran, sodium bromide as the reaction raw material and refluxing under the concentrated sulfuric acid was for 2h, 1,4 dibromo butane was synthesized successfully. After the treatment process like steam distillation, sodium bicarbonate solution neutralizing the acid which was not reacted, and drying with calcium chloride, a more pure colorless 1,4 dibromo butane pound was obtained. Besides, the product was characterized and confirmed by the use of refractive index determination, infrared spectroscopy and determination of boiling point. In addition, by changing the reaction conditions like different molar ratios of reactants, reaction temperature , we ultimately found the best reaction condition for the product to achieve a higher yield , namely, %. What39。該工藝具有反應(yīng)條件溫和,副產(chǎn)物少,產(chǎn)物收率高的特點。產(chǎn)品表征用測定折射率、紅外光譜、沸點測定對所得到的產(chǎn)品進行確認(rèn)。目 錄摘要 11. 緒論 2 1,4—二溴丁烷的性質(zhì) 2 1,4二溴丁烷主要制備方法 2 以濃硫酸為催化劑合成1,4—二溴丁烷 2 以固體超強酸為催化劑合成1,4—二溴丁烷 3 以工業(yè)回收溴化鈉為原料生產(chǎn)1,4—二溴丁烷 5 課題意義 62. 實驗部分 7 7 7 7 73. 結(jié)果與討論 8 終點的判斷 8 原料配比對產(chǎn)物收率的影響 8 催化劑用量對產(chǎn)物收率的影響 9 反應(yīng)溫度對產(chǎn)物收率的影響 10 產(chǎn)品分析 10 溴化鉀壓片法表征產(chǎn)品 10 折射率測定法表征產(chǎn)品 11 重復(fù)及放大實驗 114. 結(jié)論 135. 參考文獻 146. 致謝 167. 附錄 171,4—二溴丁烷制備工藝的改進研究摘要:本文以四氫呋喃、工業(yè)回收溴化鈉為反應(yīng)原料,在濃硫酸作用下加熱回流2h,成功合