氨基磺酸催化甲醛和甲酸甲酯偶联反应的研究
一种用于催化去除甲醛的催化剂及其制备方法和用途[发明专利]
专利名称:一种用于催化去除甲醛的催化剂及其制备方法和用途
专利类型:发明专利
发明人:张长斌,陈学燕,秦晓晓,陈敏
申请号:CN202010382087.9
申请日:20200508
公开号:CN111450846A
公开日:
20200728
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种用于催化去除甲醛的催化剂及其制备方法和用途,所述催化剂以TiO为载体,所述载体表面负载活性组分和助剂,所述活性组分为Ag,所述助剂为Ni、Fe或Co中的任意一种或至少两种的组合,所述催化剂中助剂、载体及活性组分银间的协同作用,使得所述催化剂催化去除甲醛的性能显著提升,且所述催化剂的制备方法简单,可重复性强。
申请人:中国科学院生态环境研究中心
地址:100085 北京市海淀区双清路18号
国籍:CN
代理机构:北京品源专利代理有限公司
代理人:巩克栋
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suzuki反应的研究和应用进展
Suzuki反应的研究和应用进展李健摘要:近年来suzuki偶联反应在有机合成中体现出了越来越重要的作用,也是有机合成研究的热点。
本文综述了该反应的研究和应用进展。
关键词:suzuki反应,研究,应用Abstract:In recent years, the Suzuki coupling reaction incarnates more and more important role in organic synthesis research. And it is one of the central issues of organic synthesis. In this paper the latest study of the Suzuki coupling reaction and their applications are reviewed.Key words: Suzuki coupling reaction, research, application一、前言芳基—芳基的偶联反应是现在合成中重要的手段之一,这些片段在天然产物的合成中是和常见的(例如生物碱),在制药和农药,染料中都是经常见的。
[27]近几年来Mizoroki–Heck反应和Suzuki–Miyaura反应已经成为芳基偶联的常用的方法,传统的方法都是通过活化C—H键来实现C-C键的形成,而直接偶联的方法更具原子经济性。
[40]现在通过许多的金属试剂都可以实现偶联反应,这种方法提供了一种基础普通的合成方法。
1972年,Kumada、Tamato和Corriu独自报道了烯基或芳基的卤化物与有机镁的反应可以被Ni(Ⅱ)的化合物显著的催化。
Kochi报道了Fe(Ⅲ)可以有效的催化格氏试剂和卤代烯烃的偶联反应。
Murahashi 首先报道了Pd催化的格氏试剂的反应,然后这种催化效用随后被Negishi应用在有机铝试剂,锌试剂和锆试剂上。
Hβ沸石催化甲醛和甲酸甲酯的偶联反应
Coupl g Re ton ofFor al hy d M e h l i ac i n m de de an t y
F m a e o e o i Ca a y t or t v rZe l e H 1 t 3 t ls
X a g Do g h n , huXu in n s e g Z n
(e at n f e sr E gn e a c e gT xi o ain l e h oo yY n h n 2 0 5 D pr me t mi y n i r n h n e teV c t a T c n lg a c e g2 4 0 ) o Ch t e Y l o Ab ta t Co pigo r le y eF ) n tyfr t( ) nZ oi aayt ssu idi a s r c: u l f o mad h d (A a d meh l maeMF o e l HD t l tde n f o t e c s wa n
此 条件 下 , 乙醇 酸 甲酯和 甲 氧 基 乙酸 甲 酯 的生 成 量 最 大 ,总 生成 量 达 到 5 .4 。该 催 化 剂 具 有 较 高的 催 化活 性 , 易 68 %
于 回 收 ,可 重 复使 用五 次 以 上 。
关键词: H D沸石 ;甲醛 ;甲酸甲酯 ;乙醇酸 甲酯;甲氧基 乙酸 甲酯;偶联 反应
a t ca e E e t fr a t n s r t r a t n t m p r t r a t n t u o lv . f c s o e c a t a i e c i e o, o e a ur e c i i , d c t ls o a e on ye d fm e h l e, o me an a ay td s g il s o t y
氨基磺酸催化的缩合反应的研究
氨基磺酸催化的缩合反应的研究1 研究背景近来,酸催化反应已经成为研究合成精细化学品的重要整合策略之一,amehenofz酸(FAA)是一种重要的、具有选择性催化活性的酸,因此其催化的合成反应受到了越来越广泛的关注。
在FAA催化下,可以合成具有有机杂环的复杂的产物,其中包括门控的反应,其结果是可以生产含有立体杂环的可用于药物合成的目标化合物。
2 FAA催化的反应机理FAA催化缩合反应一般分为两步,即可看做先是将反应物形成酸基酯,然后在受到碳酸酐的作用下产生缩合产物。
对于异丁烯缩合反应来说,平衡极其重要,因此在微氨基磺酸催化的反应中,该平衡常用弱亲电基团来调整,且存在诸多反应条件,如催化剂选择、反应温度及时间的控制等。
3 工业化新技术的研发随着微氨基磺酸催化缩合反应的工业研究,越来越多的新技术层出不穷,近年来,微氨基磺酸催化缩合反应迅速发展成为合成催化技术的重要研究方向之一。
以协同催化为基础,各种微发射不均匀结构催化剂已经发展并取代传统的粗颗粒结构催化剂,进一步提高了反应的效率和选择性。
4 其他研究发展此外,研究人员还利用微氨基磺酸催化的反应开展了一系列针对有机模板的研究,诸如合成水溶性的有机模板等,以开发新的芳碱及其在合成化学中的使用,如芳烃等。
另一方面,一些固定电位分解型催化剂也可以用微氨基磺酸催化反应进行研究,为化学转化提供了新思路。
5 未来发展新型微氨基磺酸催化反应的发展将大大推动未来的化学研究,为重要的生物类天然产物的合成提供了新的思路,并在药物合成和其他领域广泛应用。
因此,微氨基磺酸催化反应在未来将不断受到广大科学家的重视,为实现有机合成反应的奥秘提供更多的新思路。
对甲基苯磺酸和甲醛的反应
对甲基苯磺酸和甲醛的反应
甲基苯磺酸和甲醛之间可以发生多种反应,下面我将从不同角度介绍一些常见的反应类型。
1. 酯化反应,甲基苯磺酸与甲醛可以发生酯化反应,生成甲酸甲酯。
这种反应一般在酸性条件下进行,通常需要催化剂如硫酸或氯化亚砜。
2. 缩合反应,甲基苯磺酸和甲醛可以通过缩合反应生成亚甲基苯磺酰甲酸酯。
这种反应一般在碱性条件下进行,常用的催化剂有碱金属醇盐或碱金属氢氧化物。
3. 亲核加成反应,甲基苯磺酸中的苯环上的芳香性可以使其成为亲核试剂,与甲醛发生亲核加成反应。
这种反应可以生成羧酸酯或硫醇酯等产物,具体取决于反应条件和催化剂的选择。
4. 缩聚反应,在碱性条件下,甲基苯磺酸和甲醛可以发生缩聚反应,生成聚合物。
这种反应常见的产物是甲醛苯磺酸酯聚合物,具有良好的热稳定性和机械性能。
5. 氧化反应,甲基苯磺酸和甲醛在氧化剂的存在下可以发生氧化反应,生成相应的氧化产物。
例如,使用过氧化氢或过氧化苯甲酰作为氧化剂,可以将甲醛氧化为甲酸。
需要注意的是,具体的反应类型和产物可能会受到反应条件、催化剂选择和反应物摩尔比等因素的影响。
此外,反应的详细机理和反应条件的优化还需要进一步的研究和实验验证。
酸催化三聚甲醛与甲酸甲酯偶联反应过程的分析
第21卷第3期2007年6月分子催化JOURNAL0FMOLECULARCATAIJSIS(CHINA)V01.21.No.3Jun.2007文章编号:1001-3555(2007)03旬224m5酸催化三聚甲醛与甲酸甲酯偶联反应过程的分析王克冰1”,姚洁1,王越1,王公应h(1.中国科学院成都有机化学研究所,四川成都610041;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:以硫酸为催化剂,研究了三聚甲醛与甲酸甲酯偶联合成乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯的反应中,催化剂浓度、原料配比、反应温度、反应时间等条件对反应过程的影响,通过对产物收率和系统压力变化的分析,并结合与其它不同酸强度催化剂的对比,得到甲醛的活化是偶联反应的速率控制步骤,催化剂的酸强度决定其对甲醛的活化能力,是影响偶联反应的主要因素.关键词:三聚甲醛;甲酸甲酯;乙醇酸甲酯;甲氧基乙酸甲酯;偶联反应中图分类号:0643.32文献标识码:A甲醛(FA)和甲酸甲酯(MF)是天然气和煤化工的重要化学品,其下游产物的开发和应用正日益引起人们的重视[1,2、】.在酸催化剂作用下甲醛和甲酸甲酯偶联合成乙醇酸甲酯(MG)和甲氧基乙酸甲酯(MMAc)是很有价值的研究方向,MG可用于制造丙二酸甲酯、甘氨酸、甘醇酸等”J,目前国内尚无生产MG的厂家;MMAc可用于手性胺类化合物的动力学拆分、合成维生素B和黄胺一5.嘧啶等H】.特别是MG和MMAc经加氢或水解加氢制备乙二醇(EG),为非石油路线生产乙二醇的主要途径之一[5·6|.因此,开展甲醛和甲酸甲酯偶联反应的研究,对充分利用我国丰富的煤和天然气,节约石油资源,促进C1化学的发展具有重要意义.有关三聚甲醛和甲酸甲酯偶联制备乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯的文献报道还很少,在反应机理方面普遍认为反应分三步进行¨J:(1)甲酸甲酯分解产生CO和甲醇;(2)甲醛羰基化、甲缩醛羰基化形成乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯;(3)产物间的部分聚合.其主反应的反应过程如下:HcoocH3j!斗cH30H+co(1)(HcHo),』!岛HcHo(2)HcHo』■H:c—o+Hj马HocH:c+一o』翌HocH:coocH3(MG)(3)H2c—o+H+cH30H—cH30cH2+j旦cH30cH2c+一oj翌cH30cH2coocH3(MMAc)(4)产物间的部分聚合形成的副产物主要有cH,OcH:COOCH2COOCH3、CH3OOCCH2OCH2COOCH3、CH3OOCCH20CH20CH2COOCH3等¨1.本工作以硫酸为催化剂,MG和MMAc为目标产物,研究了不同反应条件下MG和MMAc收率和系统压力的变化,并结合与其它不同酸强度催化剂的对比,对反应过程中的现象和规律进行了系统地阐述.1实验部分1.1试剂三聚甲醛(原料单体甲醛的来源):分析纯,成都科龙化工试剂厂;甲酸甲酯:化学纯,国药集团上海化学试剂公司;硫酸:分析纯,广东光华化学厂有限公司;三氟甲烷磺酸:分析纯,爱斯特(成收稿日期:2006娟-29:修回日期:2006m8—17.第3期王克冰等:酸催化三聚甲醛与甲酸甲酯偶联反应过程的分析都)医药技术有限公司;一水合硫酸氢钠:分析纯,重庆北碚化学试剂厂,样品使用前在150℃处理8h;硫酸氢钾:分析纯,成都科龙化工试剂厂.1.2偶联反应偶联反应在Gs旬.25型高压反应釜(威海化工器材有限公司制造)中进行,间歇式操作.按计量称取一定量的三聚甲醛、甲酸甲酯和催化剂,依次投入到反应釜中,密封,固定搅拌速率为400r/min,反应在一定的温度和时间下进行,反应结束后,将反应釜冷却到室温,卸压,取产物液分析.1.3产物分析反应产物用岛津GC一14B气相色谱仪分析,删色谱数据工作站(浙江大学智能信息工程研究所)氮气作载气,氢火焰(FID)检测器,SuPELCO负载sE.30毛细管柱(30m×0.25mm×O.25u),汽化室温度250℃,检测室温度250℃,柱温采用程序升温,初始温度100℃,停留3min,以30℃/min的速率升温至250℃,停留2min,内标法定量,内标物为乙酰丙酮.催化剂活性以产物收率,即乙醇酸甲酯或甲氧基乙酸甲酯的摩尔生成量与甲醛的摩尔投料量之比测定,即:YMG=,l(MG)/n(FA)×100%;YMMA。
甲醛与甲酸甲酯偶联合成乙醇酸甲酯及钴助剂对反应性能的影响
甲醛 与 甲酸 甲酯偶联 合成 乙醇 酸 甲酯 及 钴 助 剂 对 反 应 性 能 的 影 响
张秀芳 , 王克 冰 ‘ 闫晓霖 , 贺文 英 ,
( 内蒙古农业大学理学院 , 呼和浩特 0 0 1 ) 10 8
摘 要 : 在釜式反应器中研究 了对 甲苯 磺酸催化甲醛和 甲酸 甲酯偶联 反应, 考察 了反 应温度 、 应时间、 反 原料 配比和 催化剂用量 等因素对 乙醇酸 甲酯和甲氧基 乙酸 甲酯生成量 的影响 , 最佳 反应条件 甲酸 甲酯 16 m l原料配 比 n 甲 .6 o, ( 醛 ) n 甲酸 甲酯)= .5 对 甲苯磺酸催化剂的用量为总原料投料量质量 比4 % , 应温度 10 , :( 06 , 0 反 4 ℃ 反应 时闻 3 , h 在 此条件 下, 乙醇酸 甲酯和 甲氧基 乙酸 甲酯的收率分别为 3 .8 和 1. 7 总收率为 4 . 5 。选用系列助剂得到 10 % 7 o %, 8 1% 钴的卤化物对提高反应性能有明显作用 , 在上述 反应条 件下 , 乙醇酸 甲酯和 甲氧 基 乙酸 甲酯 的最 高收率分 别达到
ra t n.wh s r mo in f rte c tlss ic e s d i h ol w n r e :Co l e ci o o e p o t o aa y i n r a e n t ef l i go d r o h o C  ̄< C B  ̄< C l .T e p e e ts se i ls or . or o , h r s n y tm S e s c ro sv h n c mp r d w t h rvo ss se .i ih s o g i o g i q i cd e e u e s c t y t. ie w e o ae i te p e iu y tm n whc t n n r a c ̄ u d a is w r s d a aa ss h r n l K y wo d F r l e y e meh lfr ae; meh lgy oae e r s: omad h d ; t y o t m ty lc l t ; P—T l e e uf n e a i c b l h l e; c u l g r a t n o u n s l i cd; o at ai o pi e ci o d n o
氨基磺酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛的研究
(. ,. 5mo) 9 3g 0 1 1乙二 醇 , 8mL环 己烷 作 带水 剂 , 加
控 制反 应温 度 回流分水 6 n 考察 催 化 剂用 量 对产 0mi ,
率 的影 响 , 果见 表 1 结 。
表 1
Tab .1
催 化 剂 用量 对 产 率 的 影 响
Th fe tofc als o a eon y ed e e fc at y td s g il
l 实 验
1 1 试 剂 与仪器 .
苯 甲醛 、 乙二 醇 、 氨基磺 酸 、 己烷 , 为分 析纯 试 环 均
ma : aiz o g 1 3 c m。 i y li n @ 6 . o l jh
结 果 表 明 , 应 的优 化 条 件 为 : 苯 甲醛 ): ( 反 ( 乙二 醇 ): ( 基 磺 酸 ) 1: . 0 0 2 带水 剂 环 己烷 1 氨 一 2 0: . 8 、 0mL、 应 时 间 反
7 n, 时缩 醛 产 率 可 迭 9 . 7 。 5mi 此 3O
维普资讯
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Ch mity & Bie gie rn e sr o n n e ig
曩 学研究固
氨 基磺 酸催 化 合 成 苯 甲醛 乙二 醇 缩 醛 的研 究
庄 志杨 。 李 继 忠。 。
取 1 . ( 0 6g 0 1mo) 甲醛 、 . 氨基 0 2mL 1 . ,. 1苯 0 8g
M H 10 一0 0型 电子调 温 电热套 ; wYA-S型数 字 阿 1 贝折射 仪 , 海物 理光 学仪 器厂 ; C1 2 型 气相 色谱 上 G 1A 仪 , 海 分 析仪 器 总 厂 ; E 1 1 上 P -7 0型 红外 光谱 仪 , 国 美
氨基甲酸甲酯与醛类反应条件的优化研究
氨基甲酸甲酯与醛类反应条件的优化研究∗石文英;李红宾;李运飞;程发【摘要】The condensation of carbamate with aldehydes was studied under the acid catalyst. The products with the ammonia ester bonds were characterized by nuclear magnetic resonance spectroscopy and fourier transform infrared spectroscopy. The effects of carbamate and aldehyde molar ratio, reaction time, kinds of reactants and the solvents on the yield were investigated. The optimum reaction conditions of carbamate and aldehyde molar ratio of 3:1, the catalyst amount of 2wt%, reaction time of 5 h, reaction temperature of 50 ℃ were obtained and the experimental yield was 81. 27%.%通过红外光谱和核磁共振氢谱都可以证明氨基甲酸甲酯与醛类在酸性催化剂下发生了缩合反应,生成了具有聚氨酯结构的化合物。
研究了反应物氨基甲酸酯与甲醛配比、反应时间、反应物种类和溶剂种类对转化率的影响。
并得到在最佳反应条件即氨基甲酸酯与甲醛比3:1,催化剂用量2wt%,反应时间为5 h,反应温度50℃,溶剂为四氯化碳下,酯化转化率为81.27%。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)015【总页数】3页(P77-79)【关键词】氨基甲酸酯;甲醛;乙醛;非异氰酸酯聚氨酯【作者】石文英;李红宾;李运飞;程发【作者单位】河南工程学院纺织学院,河南郑州 450007; 天津大学理学院,天津300072;河南工程学院纺织学院,河南郑州 450007;河南工程学院纺织学院,河南郑州 450007;天津大学理学院,天津 300072【正文语种】中文【中图分类】O623.541传统异氰酸酯的合成方法为光气法:胺和光气反应,脱去氯化氢生成异氰酸酯,但光气易毒性很大,且易挥发,在生产与使用中会对人体和环境造成更大的危害。
硫酸氢钠催化甲醛与甲酸甲酯的偶联反应
硫酸氢钠催化甲醛与甲酸甲酯的偶联反应第58卷第4期2007年4月化工JournalofChemicalIndustryandEngineering(China)V o1.58NO.4April2007硫酸氢钠催化甲醛与甲酸甲酯的偶联反应王克冰.,姚洁,雷永诚,王越,王公应(中国科学院成都有机化学研究所,NJII成都610041;中国科学院研究生院,北京100039)摘要:在釜式反应器中研究了硫酸氢钠催化甲醛和甲酸甲酯的偶联反应,考察了反应温度,原料配比,催化剂用量,反应时间等因素对乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯收率的影响,得到最佳反应条件为:反应温度160"C,反应物料配比(甲醛):(甲酸甲酯)一0.65,催化剂的用量为总反应物料质量的20.0,反应时间4h,在此条件下,乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯的收率最大,总收率达到42.15.催化剂浓度和反应温度对活化甲醛分子,确保有效地进行羰基化反应,提高反应活性起重要作用.硫酸氢钠难溶于反应体系,后处理简单,副反应少,可重复使用,较其他相关催化剂具有突出的性能.关键词:硫酸氢钠;甲醛;甲酸甲酯;乙醇酸甲酯;甲氧基乙酸甲酯;偶联反应中图分类号:TQ032.4文献标识码:A文章编号:O438—1157(2007)04—0897—06 CouplingreactionofformaldehydeandmethylformateoversodiumbisulfatecatalystW ANGKebing-一,YAOJie,LEIY ongcheng,W ANGYue,WANGGongying (ChengduInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610041, Sichuan,China;GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:Thecouplingreactionofformaldehyde(FA)andmethylformate(MF)withsolidso diumbisulfatecatalystwasinvestigatedinanautoclave.Theeffectsofreactiontemperature,reacta ntsratio, catalystdosageandreactiontimeontheyieldsofmethylglycolate(MG)andmethylmethoxya cetate(MMAc)wereexamined.Underoptimalreactionconditions:formaldehyde1.08mo1,meth y1formate1.66mol,sodiumbisulfate0.24mol,reactiontemperature160~C,reactiontime4h,theoveral lyieldofMGandMMAcwas42.15%.Thecatalystcouldbeeasilyrecoveredandreused,andhadveryg oodactivityandstability.Thereactionprocesswasconfirmedandtheperformanceofsodiumbisulfatecat alystwasalsocomparedwithotheracidcatalysts.Thecatalyticactivityofsodiumbisulfatecatalystwashig herthanothers.Keywords:sodiumbisulfate;formaldehyde;methylformate;methylglycolate;methylmeth oxyacetate;couplingreaction引言甲醛(FA)和甲酸甲酯(MF)是重要的一碳化工产品,目前以合成气为原料生产甲醛和甲酸甲酯的技术成熟,具备了大规模生产的能力,其下游产物的开发和应用正日益引起人们的重视引.在2006—04—28收到初稿,2006—07—20收到修改稿.Receiveddate:2006—04—28. 联系人:王公应.第一作者:王克冰(1962一),男,副教Correspondingauthor:Prof.WANGGongying.E—mail授,博士研究生***************.crl898?化工第58卷酸催化剂作用下甲醛和甲酸甲酯偶联可得到乙醇酸甲酯(MG)和甲氧基乙酸甲酯(MMAc),MG和MMAc均为具有广泛用途的有机化工原料和中间体,MG可用于制造丙二酸甲酯,甘氨酸,甘醇酸等],目前国内尚无生产MG的厂家;MMAc可用于手性胺类化合物的动力学拆分,合成维生素B和黄胺一5一嘧啶等『4].特别是MG和MMAc经加氢或水解加氢制备乙二醇(EG),为非石油路线生产乙二醇的重要途径之一_5],由于石油的储量有限,开发以煤或天然气为原料代替石油合成乙二醇的技术已引起各国的关注],我国是世界乙二醇的最大消费国,长期以来一直处于供不应求的状况,进口依存度逐年上升],由于该制备乙二醇路线具有反应条件温和,不使用贵金属催化剂等特点,更具吸引力.因此,开展甲醛和甲酸甲酯偶联反应的研究,对充分利用我国丰富的煤和天然气,节约石油资源,促进C化学的发展具有重要意义.有关甲醛和甲酸甲酯偶联制备乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯的文献报道还很少,普遍认为的反应机理是:在酸催化剂作用下,甲酸甲酯分解为甲醇和CO;同时三聚甲醛解聚为单体甲醛,甲醛活化形成H.C—OH和CH.OCH+过渡态,然后H.C—OH和CH.OCH+与CO发生羰基化反应,此为反应的决定步骤].所报道的催化剂有硫酸,杂多酸,过磷酸,氨基磺酸等引,但它们共同存在的问题是催化剂具有腐蚀性或溶解于反应体系,开发环境友好的固体酸催化剂在该偶联反应的应用是一个重要课题.本工作以无机固体酸硫酸氢钠为催化剂,以MG和MMAc为目标产物,考察了反应条件对产物收率的影响,并与其他相关催化剂的性能进行了对比.1实验部分1.1试剂一水合硫酸氢钠:分析纯,重庆北碚化学试剂厂,样品使用前在150℃处理8h脱结晶水,制成40~70tLm备用;三聚甲醛(原料单体甲醛的来源):分析纯,成都科龙化工试剂厂;甲酸甲酯:化学纯,国药集团上海化学试剂公司.1.2偶联反应偶联反应在GS一0.25型高压反应釜(威海化工器材有限公司制造)中进行,间歇式操作.按计量称取一定量的三聚甲醛,甲酸甲酯和硫酸氢钠,依次投入到反应釜中,密封,固定搅拌速率为600r?rain1.,反应在一定的温度和时间下进行,反应完毕后分离产物和催化剂.产物用岛津GC一14B气相色谱仪分析,SUPELCO负载SE一30毛细管柱, 内标法定量.催化剂活性以产物收率,即产物MG或MMAc的摩尔收率与原料甲醛的摩尔投料量之比测定.YMG—nMG×100(1)H$KYMMA一—nMM—Ac×100(2)nFA式中yMo为乙醇酸甲酯的收率;YMM为甲氧基乙酸甲酯的收率;~r/MG和T/MMAc分别为乙醇酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯的量;为甲醛摩尔投料量.2结果与讨论2.1反应温度的影响在反应温度100~200℃区间内,考察了反应温度对产物收率的影响,实验结果见图1.图1反应温度对MG和MMAc收率的影响Fig.1Effectofreactiontemperature onyieldsofMGandMMAc(Reactioncondition:formaldehyde0.83mol, methylformate1.66mol,sodiumbisulfate0.16mol,reactiontime4.0h)由图1可见,在反应温度100~200℃范围内,均有MG和MMAc生成.从产物收率的变化趋势看,低于140℃时收率较低;140~160℃范围内收率提高很大;高于160℃时收率又趋于稳定.为分析这一现象,对比了实际反应体系和"三聚甲醛+ MF"(即未加催化剂的空白体系)的温度一压力变化情况,如图2所示.从图2可以看到,在100℃以前,两个体系的第4期王克冰等:硫酸氢钠催化甲醛与甲酸甲酯的偶联反应?899? 温度一压力曲线基本重合,显示的压力为物料的饱和蒸气压;高于100℃以后,两条曲线的距离逐渐加大,表明反应体系的气相组成发生了变化,其源于甲酸甲酯在酸催化剂作用下发生了分解,气相内主要组分为CO_】,系统压力的变化显示MF的分解对CO的增加与反应对CO的消耗的动态平衡.依据反应机理,催化剂的活性决定于甲醛形成过渡态的状况及CO在液相中的溶解度,而CO在液相中的溶解度应与液相组成有关,同时受温度和系统压力影响.在相同温度和压力下,CO在甲酸甲酯中的溶解度大于在甲醇中的溶解度,提高温度或压力,对增加CO在该液相体系的溶解度是有利的_】.与图1相对照,低于140℃时,系统压力较低,相应的液相中CO的溶解量也少,色谱分析显示产物中还有部分未解聚的三聚甲醛,亦即原料未完全参与反应,综合原因导致收率很低;140~160℃区间内,系统压力增大,会提高CO在液相中的溶解度,色谱分析显示三聚甲醛已完全分解,依据反应机理,甲醛活化形成HC--OH和CH.OCH过渡态的量增加,与液相中CO发生了有效的羰基化反应,同时气相中的CO不断转移到液相中,以补充因反应消耗的CO,收率迅速提高;在160℃以上时,系统压力进一步增大,这对提高CO在液相中的溶解度是有利的,但高温下甲酸甲酯的分解量增加,导致液相中甲酸甲酯的相对量减少,又不利于液相对CO的吸收,即降低了CO的溶解度,可以推断在多个因素的共同作用下,液相中CO的量基本不变,导致收率基本稳定.温度对反应活性的影响表明,在催化剂浓度一定时,温度影响催化剂活化甲醛及分解甲酸甲酯的能力,甲醛的有效活化对提高反应活性是重要的. 由于过高的温度会造成很高的系统压力,所以最适宜的反应温度为160℃.2.2原料配比的影响固定甲酸甲酯投料量为1.66mol,改变三聚甲醛的加入量,考察了原料配比对产物收率的影响,实验结果见图3.图3原料配比对MG和MMAc收率的影响Fig.3EffectofFA/nMFonyieldsofMGandMMAc (Reactioncondition:sodiumbisulfate0.16mol, reactiontemperature160~C.reactiontime3.0h)由图3可见,随原料配比的提高,产物收率呈先增加后下降的变化.原料配比低时,反应体系内过量的甲酸甲酯与产物问发生了更多的副反应,导致收率低;在/nMr为0.65时产物收率最大,按反应方程式计量,此时甲酸甲酯是过量的,文献也报道甲酸甲酯适当过量对反应是有利的,其起的作用是既为反应原料又兼作溶剂_8].所以最适原料摩尔配比为0.65.2.3催化剂用量的影响考察了催化剂用量(以硫酸氢钠与总原料的质量比计)对产物收率的影响,实验结果见图4.催化剂用量低于0.18mol时,色谱分析产物中有未分解的三聚甲醛,亦即原料未完全参与反应,由图4可见,此时产物收率较少;催化剂用量为0.18mol时,三聚甲醛已完全分解,产物收率明显增加;催化剂用量达到0.24mol时,产物收率显着增加.上述现象表明三聚甲醛的解聚及甲醛的活化需一定的酸催化剂浓度;催化剂用量大于线_:洲-蚕批力wmo℃度.墨一一一一一一一~~一一~~一把体∞L把反Ⅳ:要∞Ⅻ一一一一~~900?化工第58卷图4催化剂用量对MG和MMAc收率的影响Fig.4EffectofcatalystdosageonyieldsofMGandMMAC(Reactioncondition:formaldehyde1.08mol,methylformate1.66mol,reactiontemperature】6O℃,reactiontime2.0h)0.24mol时,产物收率的增加幅度趋缓,反应基本平衡.合适的催化剂用量为0.24mol,催化剂与总原料的摩尔比为8.76.2.4反应时间的影响考察了反应时间对产物收率的影响,实验结果见图5.图5反应时间对MG和MMAc收率的影响Fig.5EffectofreactiontimeonyieldsofMGandMMAC(Reactioncondition:formaldehyde1.08mol,methylformate1.66mol,sodiumbisulfate0.24molreactiontemperature160℃)由图5可见,增加反应时间,产物收率提高,在反应时间4h以后,产物收率的增加变缓.在反应初期,CO在液相中的溶解速度很快,与HC--OH和CHOCH+过渡态的羰基化反应速度很快,随反应时间的增加,CO在液相中的溶解量逐渐增加,当CO在溶液中的溶解度接近饱和时,继续增加CO的压力,其饱和溶解度增加缓慢,CO的羰基化反应趋缓,反应接近热力学平衡,再延长反应时间对活性影响不大,反应时间为4h较适宜.2.5催化剂的稳定性通过催化剂的重复使用考察了催化剂的稳定性.每次反应结束后,滤出反应液,催化剂用甲醇洗涤,在15O℃下烘干,再在相同的条件下重复实验,实验结果见图6.图6催化剂的活性和稳定性Fig.6Activityandstabilityofcatalyst (Reactioncondition:formaldekIyd1.08mol, methylformate1.66mol,sodiumbisulfate0.24mol reactiontemperature160*(2,reactiontime4.0h)由于反应过程中有一定量的水生成,硫酸氢钠在每次反应中会有少量的溶解,故每次回收的催化剂量是减少的.由图6可见,随着催化剂使用次数的增加,尽管由于催化剂的投料量逐次减少,导致催化活性略有降低,但仍保持一定的重复使用性能,说明催化剂对该反应体系具有很好的稳定性.2.6与其他催化剂性能的对比比较了硫酸氢钠和其他酸催化剂对该偶联反应的催化性能,为便于比较,通过控制催化剂的用量,使各反应体系的终压相同(6MPa),实验结果见表1.由表1可见,以硫酸氢钠为催化剂时,有最大的乙醇酸甲酯收率和总产物收率,乙醇酸甲酯是较昂贵的精细化学品,获得更大的乙醇酸甲酯收率是该反应的一个目标.在所研究的反应条件下,硫酸,甲烷磺酸等强酸性催化剂的活性低,是由于发生了更多的副反应所致,与硫酸,甲烷磺酸,杂多酸等催化剂相比,尽管硫酸氢钠的用量较大,但硫第4期王克冰等:硫酸氢钠催化甲醛与甲酸甲酯的偶联反应?901? 表1不同催化剂的产物收率ReferencesTable1Yieldsofproductsondifferentcatalysts①Molarratioofcorrespondingcatalysttototalfeedstock.Note:Reactioncondition:formaldehyde1.08mol,methylformate1.66mol,reactiontemperature160~C,reactiontime4.0h.酸氢钠具有对设备无腐蚀,对环境污染小,性质稳定,价廉易得,保存使用方便,可操作性强,特别是难溶于有机反应体系,易于分离等突出特点.硫酸氢钾与硫酸氢钠相似,也是不溶于反应体系的固体酸,但对该反应体系显示出很低的催化活性.另外通过反应温度,催化剂用量和反应时间对产物收率影响的考察(见图1,图4和图5),在产物收率达到最大时,提高或增加相应的反应条件,产物收率基本不变;而以硫酸,甲烷磺酸等为催化剂在相同的情况时,由于副反应的发生,产物收率下降l_8,因此可以推断与硫酸,甲烷磺酸等催化剂相比,硫酸氢钠酸性较弱,发生的副反应也少,可避免过多的副产物的生成,这对后续反应液的分离处理及物料的循环利用是有利的.3结论(1)以硫酸氢钠为催化剂催化甲醛和甲酸甲酯偶联反应的最佳反应条件为:甲醛1.08mol,甲酸甲酯1.66mol,硫酸氢钠催化剂0.24mol,反应温度160℃,反应时问4h.在此条件下,乙醇酸甲酯的收率29.08,甲氧基乙酸甲酯的收率13.07,总收率为42.15.(2)硫酸氢钠不溶于反应体系,后处理简单,副反应少,可重复使用,与其他催化剂相比,显示出突出的催化性能.(3)酸催化剂浓度和反应温度对三聚甲醛的解聚并活化甲醛分子,以确保有效地进行羰基化反应起重要作用.[1][2][3][4][5][6][7][8][9][1o][11]LeeJS,KimJC,KimYC.Methylformateasanew buildingblockinClchemistry.App1.Cata1.,1990,57 (1):1—30Y angZhongchun(杨仲春).Newpreparingmethodsfor severalproductsofthelowreachesofformaldehyde.FormaldehydeandMethanol(甲醛与甲醇),2003,6: 12—18QiWeidong(杞卫东),LiZhifeng(李志锋),ChenLiang (陈棵).Progressonthesynthesisofmethylglycolateby formaldehydeandmethylformate.YunnanChemical Technology(云南化工),2002,29(4):3335 XuZhizhen(徐志珍),PanHelin(潘鹤林).Astudyon syntheticprogressofmethylmethoxyacetate.Shanghai ChemicalIndustry(上海化工),2002,27(7):14-15 WangKebing(王克冰),WangGongying(王公应). Progressinsynthesisofethyleneglycolthroughnon—petroleumroutes.ModernChemicalIndustry(现代化工), 2005,25(supp1.):47—52LeeSY,KimJC,LeeJS,eta1.Carbonylationof formaldehydeoverionexchangerasincatalysis(I):Batch reactorstudies.Ind.Eng.Chem.Res.,1993,32(2): 253259DuBilin(杜碧林),ChuWei(储伟),YuZuolong(于作龙).Synthesisofmethylglycolatebycouplingmethyl formatewithtrioxane(1lI):Explorationofcarbonyl reactionmechanism.NaturalGasChemicalIndustry(天然气化工),1998,23(5):20—35DuBilin(杜碧林),YuZuolong(于作龙),ChuWei(储伟),eta1.Synthesisofmethylglycolatebycoupling methylformatewithtrioxane(I):Studyofoptimum reactionconditionswithsulfuricacidascatalyst.Natural GasChemicalIndustry(天然气化工),1997,22(6):2O一23HuangWeiguo,HeDehua,LinJinyao,eta1.Catalyticcondensationofformaldehydeandmethylformateover12一tungstosiliciccompounds.App1.Cata1.,A,2000,199 (1):9398HeDehua,HuangWeiguo,LinJinyao,eta1. Condensationofformaldehydeandmethylformatetomethyl glycolateandmethylmethoxyacetateusingheteropolyacids andtheirsalts.CatalysisToday,1999,51:127—134 LiZhifeng(李志峰),ChenLiang(陈探),ChenYunhua(陈云华),eta1.Synthesisofmethylglycolatefrom formaldehydeandmethylformatewithsuperphosphoricacid ascatalyst(I):Comparisonofthecatalyticcapacity. NaturalGasChemicalIndustry(天然气化工),2003,28902?化工第58卷[12][13](5):l6一l9WangKebing(王克冰),Y aoJie(姚洁),WangYue(王越),eta1.Couplingreactionofformaldehydeandmethyl formateoveraminosulfonicacidcatalyst.Petrochemical Technology(石油化工),2005,34(9):859862LiZhifeng(李志峰),ChenLiang(陈棵),ChenYunhua(陈云华),eta1.Synthesisofmethylglycolatefrom formaldehydeandmethylformatewithsuperph0sph0rjcacid ascatalyst(Ⅱ):Deductionofreactionmechanism. NaturalGasChemicalIndustry(天然气化工),2003,28 (6)19—11[14][15]BaiLiang(白亮),ZhaoYulong(赵玉龙),ZhongBing (钟炳),eta1.SolubilitiesofH2,COinmethanoland methylformateinasurface-aeratedagitatedreactor. JournalofFuelChemistryandTechnology(燃料化学学报),1996,24(6):544548HeDehua(贺德华),HuangWeiguo(黄卫国),Liu Jinyao(刘金尧),eta1.Studiesonthesynthesisofmethyl glycolatebycouplingformaldehydewithmethylformate. NaturalGasChemicalIndustry(天然气化工),1997,22 (4)11—4。
甲酸甲酯合成反应条件
甲酸甲酯合成反应条件一、引言甲酸甲酯,又称蚁酸甲酯,是一种无色透明的液体,具有刺激性气味。
它在化工、医药、农药等领域有着广泛的应用。
甲酸甲酯的合成研究一直是化学领域的重要课题之一。
本文旨在探讨甲酸甲酯合成的反应条件,通过对不同反应条件的比较研究,以期获得最佳的合成效果。
二、合成原理甲酸甲酯的合成主要通过甲酸和甲醇的酯化反应实现。
在合适的催化剂和反应条件下,甲酸和甲醇发生酯化反应生成甲酸甲酯和水。
该反应为可逆反应,因此选择合适的反应条件对提高甲酸甲酯的产率至关重要。
三、反应条件研究1. 催化剂的选择催化剂在酯化反应中起着关键作用。
常用的催化剂有硫酸、盐酸、磷酸等无机酸和离子交换树脂等。
不同的催化剂对反应速率和产率有不同的影响。
通过对比实验发现,硫酸作为催化剂时,反应速率快,产率较高,但硫酸对设备腐蚀严重,且废液处理困难。
离子交换树脂催化剂则具有环保、易分离等优点,但成本较高。
因此,在实际生产中应根据具体需求选择合适的催化剂。
2. 反应温度反应温度是影响酯化反应速率和产率的重要因素。
随着温度的升高,反应速率加快,但过高的温度可能导致副反应的发生,降低产率。
通过实验发现,当反应温度在60-80℃之间时,甲酸甲酯的产率较高。
同时,温度过高还可能导致催化剂的失活,从而影响反应效果。
3. 反应时间反应时间是酯化反应过程中的另一个关键因素。
过短的反应时间可能导致反应不完全,产率较低;而过长的反应时间则可能导致副反应的发生,同样影响产率。
通过实验发现,当反应时间在2-4小时之间时,甲酸甲酯的产率最高。
4. 反应物的摩尔比反应物的摩尔比也是影响酯化反应效果的重要因素。
甲醇作为反应物之一,其过量程度对反应平衡的移动和产物的生成有重要影响。
通过实验发现,当甲醇与甲酸的摩尔比在1.5-2.0之间时,甲酸甲酯的产率最佳。
过低的甲醇用量可能导致反应不完全,而过高的甲醇用量则可能导致浪费和副反应的发生。
5. 反应压力对于酯化反应来说,反应压力通常不是主要的影响因素,因为该反应通常在常压下进行。
氨基磺酸催化合成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮
氨基磺酸催化合成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮丁欣宇;施磊;景晓辉【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2005(006)010【摘要】以氨基磺酸为催化剂,无水乙醇为溶剂,苯甲醛、乙酰乙酸乙酯、尿素为原料,合成了4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮.研究了反应条件对产物收率的影响,确定了最优合成工艺条件:尿素为37.5 mmol时,n(苯甲醛):n(乙酰乙酸乙酯):n(尿素)=1.0:1.2:1.5,催化剂氨基磺酸用量0.6 g,反应温度60 ℃,反应时间45min.在此条件下,产物收率为91.2%.【总页数】3页(P26-28)【作者】丁欣宇;施磊;景晓辉【作者单位】南通大学化学化工学院,南通,226007;南通大学化学化工学院,南通,226007;南通大学化学化工学院,南通,226007【正文语种】中文【中图分类】TQ42【相关文献】1.H3PW6Mo6O40/SiO2催化合成5-乙氧羰基-4-(4-羟基苯基)-6-甲基-3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮 [J], 杨水金;姬文文2.磷酸二氢钾催化合成5-乙氧羰基-4-苯基-6-甲基-3,4-二氢嘧啶-2-酮 [J], 付岩;张爱黎;杜红梅;雷婷婷3.H6P2W18O62/SiO2催化合成5-乙氧羰基-4-(4-羟基苯基)-6-甲基-3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮 [J], 刘晓霞;肖欢;杨水金4.H3PW6Mo6O40/SiO2催化合成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮 [J], 徐玉林;龚文朋;杨水金5.强酸性离子交换膜催化合成5-乙氧羰基-4-(4-甲氧苯基)-6-甲基-3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮 [J], 李治;施婷婷;倪淑晶因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
氨基磺酸催化合成苯甲醛缩乙二醇
氨基磺酸催化合成苯甲醛缩乙二醇宋志洋;乔成;郑鑫家;李海南;侯玲【摘要】选取氨基磺酸催化合成苯甲醛缩乙二醇,通过苯甲醛与乙二醇的反应合成了苯甲醛缩乙二醇,探究了缩醛反应的反应活性,充分研究了醇醛的投料比、催化剂投入量、反应时间、带水剂用量等多个因素对产品收率的影响.实验表明:n(醇):n(醛)=3.0:1.0,催化剂用量为反应物料总质量的3.0%,甲苯为带水剂,反应时间1.5 h的优化条件下,苯甲醛缩乙二醇收率可达92.1%.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2019(036)004【总页数】3页(P26-28)【关键词】苯甲醛缩乙二醇;氨基磺酸;合成;缩醛反应【作者】宋志洋;乔成;郑鑫家;李海南;侯玲【作者单位】沈阳工业大学石油化工学院,辽宁沈阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽宁沈阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽宁沈阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽宁沈阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽宁沈阳111003【正文语种】中文【中图分类】TQ215缩醛(酮)是一类常见有机化合物,可作为合成有机化工产品的中间体,也可用于香料合成工业。
缩醛酮类化合物作为新兴产业香料,在各类食物、饮品加工生产上的应用逐渐被人们予以重视[1-2]。
当下国内已经进入市场化的缩醛(酮)类香料已有十余种,该类物质传统的合成方法是用无机酸(如浓硫酸、盐酸和磷酸)催化醛(酮)与醇缩合合成,其优点是产品产量高,同时催化剂价格低廉,易制取;但此法也存在诸多缺点,例如收率低、副产物较多,对设备腐蚀严重、催化剂很难回收利用等。
因此,研究和制备更优良的催化剂逐渐取代无机酸成为发展趋势。
相关文献报道了分子筛、三氯化铁、硫酸氢钠、铌酸、固体杂多酸盐、磷钼酸等对合成缩醛具有良好的催化活性[3-11]。
实验中发现氨基磺酸(HOSO2NH2)作为一种中等强度的固体酸、拥有不挥发、不吸湿、微溶或不溶于有机溶剂等特点,在酯化反应过程中不仅具有优良的催化作用,而且易于回收利用。
毕业设计说明书氨基磺酸催化合成丁醛1_2丙二醇缩醛
南京理工大学泰州科技学院毕业设计说明书(论文)作者:林怀勤学号:02学院(系):化工学院专业:化学工程与工艺题目:氨基磺酸催化合成丁醛1,2-丙二醇缩醛指导者:评阅者:2013 年 6 月顾焰波 讲师 刘显明 讲师目录1 引言 (9)缩醛的传统合成方式 (9)缩醛的前景和开发 (9)缩醛化合物性能稳固,香味持久,具有香气种类多和扩散能力强的特点,从而被用作食物、烟草、化妆品的工业原料。
最近几年来研究[3]发觉,环状缩醛在光和自由基引发剂存在下,与一些特殊官能团的烯烃发生自由基加成反映,能够制备出常规方式难以制备的酯类化合物,进一步拓展了缩醛类化合物的应用领域。
另外,通过大量地化学实验发觉了很多新型的催化剂如氨基磺酸、维生素C、磺化聚氯乙烯、二氧化钛负载磷钨钼杂多酸、可膨胀石墨[4]等。
这些催化剂能够重复利用,缩短反映时刻,提高收率,更好地保护环境,愈来愈受大家的欢迎。
(9)合成缩醛的反映机理 (10)合成缩醛的多类催化剂 (10)路易斯酸 (10)杂多酸 (10)杂多酸应用普遍,对酰基化反映、酯化反映[7]、重排反映、氧化反映等多种类型的有机合成反映都有专门好的催化效果。
同时,杂多酸具有高质子酸性、来源丰硕、催化活性高、后处置简单的长处,拓宽了应用领域。
目前又研发新结构的杂多酸,磷钨钼杂多酸搀杂聚苯胺、活性炭负载磷钨酸、磷钨酸/硅胶等。
高飞[8]等,自制磷钨钼杂多酸搀杂聚苯胺催化剂成功地利用了聚苯胺的搀杂作用,扩大了杂多酸的比表面积,同时又提高整体的稳固性。
反映条件为:醛醇摩尔比为1:,回流反映60MIN,催化剂的量为反映物料总质量的%,丁醛1,2-丙二醇缩醛收率可达%,而且工艺流程简单,无废酸排放,能够专门好的保护环境。
(10)孔书益[9]等,通过溶胶-凝胶法,将磷钨酸负载在硅胶上,扩大了比表面积,提高了整体的催化活性和疏水性能。
反映原料丁醛和1,2-丙二醇摩尔比为1:,加入催化剂的量为反映物总量的%,带水剂环已烷6M L,最终收率可达%。
甲酸甲酯的工艺流程
甲酸甲酯的工艺流程甲酸甲酯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于染料、涂料、医药和香料等行业。
下面将介绍甲酸甲酯的工艺流程。
甲酸甲酯的合成主要通过甲醇与甲酸反应得到。
这个反应过程需要催化剂的存在,一般常用的催化剂是硫酸。
当甲醇和甲酸以一定的摩尔比例混合后,加入硫酸催化剂,开始进行反应。
在适当的温度和压力条件下,甲醇分子与甲酸分子发生酯化反应,生成甲酸甲酯和水。
反应的化学方程式如下所示:CH3OH + HCOOH → CH3COOCH3 + H2O在工业生产中,为了提高反应效率和产率,通常会采用连续流动反应器进行反应。
反应器内的温度和压力需要严格控制,以保证反应的顺利进行。
反应完成后,产生的甲酸甲酯和副产物水需要进行分离。
这个过程通常采用蒸馏方法进行,利用甲酸甲酯和水的不同沸点来实现分离。
首先,将反应混合物加热到甲酸甲酯的沸点,使其汽化;然后,将汽化的甲酸甲酯通过冷凝器冷却,使其变成液体形式,收集到容器中。
而副产物水则可以在蒸馏过程中被分离出来,通过底部排出。
经过蒸馏分离后得到的甲酸甲酯需要进行精炼处理,以提高其纯度。
这个过程通常采用再蒸馏的方法进行。
通过再次加热和冷却,可以去除甲酸甲酯中的杂质,使其达到所需的纯度要求。
甲酸甲酯的工艺流程中,除了合成和分离工艺外,还需要对原料和产物进行储存和包装。
甲醇和甲酸作为反应的原料需要储存在密封的容器中,以防止挥发和泄漏。
而产生的甲酸甲酯则需要经过包装和标识,以确保其安全运输和使用。
总结起来,甲酸甲酯的工艺流程主要包括甲醇与甲酸的酯化反应、分离、精炼和包装等环节。
通过合理控制反应条件和采用适当的分离和精炼方法,可以高效地合成和纯化甲酸甲酯。
这一工艺流程在甲酸甲酯的生产中得到广泛应用,为相关行业的发展提供了重要的有机化工原料。
氨基磺酸催化合成丁醛1,2-丙二醇缩醛
氨基磺酸催化合成丁醛1,2-丙二醇缩醛林怀勤;顾焰波【期刊名称】《化工技术与开发》【年(卷),期】2013(000)008【摘要】Butyraldehyde 1,2-propanediol acetal was synthesized from n-butyl aldehyde and 1,2-propylene glycol using aminosul-fonic acid as catalyst. The effects of aldehyde alcohol morlar ratio,the amount of aminosulfonic acid,reaction time and water carrying on product yield were studied. The optimal reaction conditions were identified as followed:the amount of butly aldehyde was 0.20mol, n(aldehyde):n(1,2-propanediol)=1∶1.5;the dosage of catalyst was 1g,the volume of cyclohexane was 15mL,the reaction time was 60min,and the yield of butyraldehyde 1,2-propanediol acetal could reach 56.14%.% 以氨基磺酸为催化剂,对以正丁醛和1,2-丙二醇为原料合成丁醛1,2-丙二醇缩醛进行了研究。
较系统考察了醛醇摩尔比、催化剂的用量、反应时间、带水剂诸因素对缩醛反应的影响。
实验结果表明,丁醛为0.2mol,n(丁醛)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.5,氨基磺酸1g,带水剂环己烷15mL,反应时间为60min时,产品的收率可达56.14%。
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0 5年 l l 0 第2 3卷 第0月 l 0期
工 业 催 化
l ND USTR l AL CATA LY SI S
Oc . 0 5 t2 0 V0 . 3 No 1 I1 .0
有极化l与徭薯 l :
氨 基 磺 酸 催 化 甲醛 和 甲酸 甲酯 偶 联 反 应 的研 究
Fiu e2 I fu n fr a to i eo g r n e c o e c i n tm n l e
tey I o d MMA ̄ h i d f e MG a n
2 结 果 与 讨 论
2 1 反 应 温 度 .
由 图 2可 知 , 反应 时 间范 围 内 , 在 乙醇 酸 甲酯 和
物 生成 量 的影 响 , 并与 其他 相关 催化 剂进 行 了对 比。
乙酸 甲酯 为 1 0℃ , 以两 者 的生成 量 之 和( 6 若 即总生 成量 ) 量 , 两 温 度下 的 总生 成 量 基 本 相 同 , 计 则 由此
可得 , 以氨 基磺 酸 为 催 化 剂 时 , 宜 的反 应 温 度 为 适
乙醇 酸 甲 酯 的 进 一 步 反 应 转 化 为 甲氧 基 乙 酸 甲 酯 _ 。在 4 h后 , 产物 的生 成 量均 出 现降低 趋 势 , 6 J 两
中图分类号 : 46 9 ; r 2 .l I
24 1 文献标识码 : 文章 编号 :08l4 (0 5 l—060 2 .2 2 A l0 -l320 ) 03-4 0
Co pln f f r a d h d n e h lf r a e c t l z d b m i o u f ni c d u i g o o m l e y e a d m t y o m t a a y e y a n s lo c a i
作者简介 : 王克冰(9 2 , , 16 一)男 博士 , 内蒙古 自治 区通 辽市 人 , 从事有机催化方 面的研 究工作 。
维普资讯
20 0 5年 第 1 0期
王 克 冰 等 : 基 磺 酸 催 化 甲醛 和 甲 酸 甲 酯偶 联 反 应 的 研 究 氨
化 学试 剂有 限公 司生 产 。
下, 考察 了乙醇 酸 甲酯 和 甲氧 基 乙酸 甲酯 的生 成 量
随反应 时 间 的变化 , 结果 如 图 2所 示 。
偶联 反 应 在 2 0mL不锈 钢 反 应 釜 中 进 行 , 5 间 歇式 操作 。按计 量 称 取 一 定 量 的 三 聚 甲醛 、 甲酸 甲 酯 和 氨基磺 酸 , 次 投 入 到 反应 釜 中 , 依 密封 , 定搅 固
醇酸 甲酯和 甲氧基 乙酸 甲酯的 生成 量 , 总生 成 量达 到 2 .4mmo・ gct _ 。 与 其他 催 化 剂 的性 13 l( —a) 。
能进 行 对 比发现 , 氨基 磺 酸对催 化 甲醛 和 甲酸 甲酯偶联 反 应显 示 出较好 的催 化性 能 。 关键 词 : 偶联 ; 基磺 酸催 化 剂 ; 氨 甲醛 ; 甲酸 甲 酯; 乙醇 酸 甲酯 ; 甲氧 基 乙酸 甲酯
到重 要 的化 工产 品 乙 二 醇 , 是非 石 油路 线 合 成 乙 这
二 醇 的途径 之一 。因此该 偶联 反 应对充 分 利用我 国 丰 富 的煤 资 源 , 开发 甲醛 和 甲酸 甲酯 的 下游 产 物 具
有 重 大 的意 义 。 甲醛 和 甲酸 甲酯 的偶 联 反应 是在 酸催 化下进 行
在 ( 甲醛 ) ( : 甲酸 甲酯 ) . 、 =0 5 反应 时 间为 4
甲氧 基 乙酸 甲酯 的生 成 量均呈 现 先增加 后 降低 的趋 势 , 两者 出现 最大 生成 量 的时 间不 同 , 但 乙醇酸 甲酯
为 3 h 而 甲氧 基 乙酸 甲酯 为 4h , 。对 比两 者 的变 化 规 律 , 以发现 在反 应 时间 为 3 4h之前 , 可 . 乙醇酸 甲
Байду номын сангаас
甲酯偶联 反 应合 成 乙醇酸 甲酯 ( 写 为 MG) 甲氧 简 和 基 乙酸 甲酯 ( 写 为 MMAc 是 一 个 很 有 价 值 的 研 简 )
究 方 向。 乙醇 酸 甲酯 和 甲氧基 乙 酸 甲酯 是具 有广 泛
用途 的有 机化 工 原 料 及 中 间体 , 乙醇 酸 甲酯 用 于 制 造丙 二 酸 甲酯 、 氨 酸 和 甘 醇酸 等 … 。 目前 国 内 尚 甘
间、 原料 配 比和催 化 剂 用量等 因素 对 乙醇 酸 甲酯 和 甲氧 基 乙酸 甲 酯生 成 量 的 影 响 , 佳 反 应 条件 最 为 : 应温 度 1 0 6 反 5 ~10℃ , 应 时间 4h ” 甲醛 ) ”( 反 , ( : 甲酸 甲酯 ) . , =0 5 在此 条件 下得 到 最 大的 乙
W A N G — i g 。 Ke b n
,
Y AO Je , i 。 WANG e WANG o g y n Yu , G n - ig
( . h n d nt ueo g nc h mi r , hns cd myo c ne , h n d 10 1 C ia 1 C e g uIsi t f t Ora i C e s y C ieeA a e f i cs C e g u6 0 4 , hn ; t S e
h d ) ” meh lo ae =0 5 wi vrly l o 13 y e : ( ty fr t) . , t o ea id f . 4mmo‘gct _ . m h l e 2 l(-a) 。
Ke o d :c u l g;a io u f nc a i a ay t o ad h d ;m e h lf r a e yw rs o pi n m n s l i cd c t l s ;f r le y e o m t y o m t ;me h l l c lt ; t y y oa e g
无 MG和 MMAc 产 厂 家 , 生 国外 试 剂 价 格 昂贵 ; 甲
的, 已有文献 报 道 的酸 催 化 剂 有 液体 酸 ( 硫 酸 _ ) 如 3 j 和固体 酸 ( 如杂 多 酸 [ ) 由 于液 体 酸 所 带来 的环 境 , ]
污染 、 设备 腐蚀 、 料 和产 物与催 化 剂 的难 以有 效分 原 离等 不利 因素 , 发 固体 酸 的应 用 是 一 个方 向 。氨 开
王克冰。 姚 洁。王 越。王公应1 一, , ,
( .中国科 学 院成都 有机 化学 研究 所 , 1 四川 成 都 6 0 4 ; . 1 0 12 中国科 学 院研究 生 院 , 京 10 3 ) 北 0 0 9 摘 要: 在釜 式反 应 器 中研 究 了氨 基 磺酸催 化 甲醛和 甲酸 甲酯偶 联 反 应 , 察 了反 应 温 度 、 应 时 考 反
1 0~ 1 0 ℃ 。 5 6
2 2 反 应 时 间 .
在 反应 温 度 为 10℃ 和 反应 时 间 1 件 6 ~6 h条
l 实 验 部 分
反应 用原 料 氨基磺 酸 , 析纯 , 分 成都 科龙 化 学试 剂 厂生产 ; 聚 甲醛 , 析 纯 , 体 甲醛 原料 由成 都 三 分 单 科龙 化学 试 剂厂 生 产 ; 甲酸 甲酯 , 化学 纯 , 国药 集 团
由于全 球 石 油 资源 的 日益 匮 乏 , 辟 以煤 或 天 开 然气 为原 料 的有 机 化学 工业 已成 为 必 然 发展 趋 势 。 甲醛和 甲酸 甲酯 是 C 化学 的重 要产 品 , . 甲醛 和 甲酸
的催 化剂 。特 别 是 两者 通 过 加 氢 或 加 氢 水解 , 得 可
rt n aayt oa e nteye f ty gyo t( G)a dmeh l to yaeaeM MAc . ai a dctls d sg h i do h l lcl eM o o l me a n ty meh x ctt( )
Th p i lra t n c n io so t ie sfl ws 5 — 6 ℃ ,ra t ntme4 h eo t e ci o dt n wa b an d a ol :1 0 1 0 ma o i o e ci i ,”(o ad — o fr le m
基磺 酸 ( 2 S 3 为 固体 酸 , 挥 发 不 吸 湿 , 溶 H N O H) 不 不
氧基 乙 酸 甲 酯 用 于 手 性 胺 类 化 合 物 的 动 力 学 拆 分 [l 成 V 6和 黄 胺 一一 啶 等 , 可作 聚合 反 应 2、 合 B 5嘧 还
收 稿 日期 :0 5 4 l 2 0 —0 —0
h和 固定 催 化剂 用 量 的 条件 下 , 察 了反 应 温 度 对 考
乙醇 酸 甲酯 和 甲氧 基 乙 酸 甲酯 生 成 量 的影 响 , 果 结
如 图 1所示 。
酯 的生 成 量 大 于 甲氧 基 乙 酸 甲酯 的 生 成 量, 在 3 4 则相 反 , 时 乙醇 酸 甲酯 的 生 成 量 的 降低 . ~4h 此 及伴 随着 的 甲氧基 乙酸 甲酯 生成 量 的增加 可归 因 于
拌 速 率为 9 0rmi~ , 0 ・ n 反应 在 一定 的温 度和 时 间下 进行 , 反应 完毕 分离 产 物和催 化 剂 , 物 以岛津 G 产 C一
1 B气 相 色 谱 仪 分 析 , UP C 负 载 S 一0毛 细 4 S EL O E3
管柱 , 内标法 定量 。
图 2 反 应 时 间对 MG 和 MMA ̄ 成 量 的 影 响 生
m e h lm e h xy a e a e, t y t o c t t
C C n mbr T 2 . 1 T 2 4 1 2 D cmet II A L u e : Q4 6 9 ; Q2 2 .2 ou n Ke A tl I : 0 8 14 (0 5 1—0 60 C : rie I 10 —1 3 20 )00 3 —4 c )