实验二富马酸二甲酯的制取

实验二富马酸二甲酯的制取

富马酸二甲酯(Dimethyl Fumarate)即反丁烯二酸二甲酯，安是一种较新型的仪器及饲料防腐、防霉剂，对微生物有广泛、高效的抑制、杀菌作用，其特点是抗菌活性不受pH 值影响，并兼有杀虫活性，效力优于常见的丙酸盐，山梨酸及盐和苯甲酸及其盐类防腐剂。是国外近年开发应用的仪器防腐防霉剂，目前已经用在面包、饲料、化妆品、鱼、肉蔬菜和酿制品的保存处理上，并发展到家用地毯、皮衣、毛呢和其他用品的防霉处理上，在饲料中的添加量是0.5~0.9g/Kg 。

富马酸二甲酯为由甲醇与富马酸或顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酯化而成, 简称富马酯(DMF), 学名反丁烯二甲酯、别名延胡索酸二甲酯, 结构式( :CHCOOCH3) 2 , 分子式C 6H8O4 , 是无色或白色鳞片晶体，熔点102〜105C,常温会升华，无味，略具酯的香味，易溶于氯仿、醇、丙酮、乙酸乙酯, 可溶于苯、甲苯、CCl4 , 微溶于水及热水中,对光稳定，在紫外线及阳光下72h基本无变化，110 C热1 h 不分解, 对热、碱、盐也有一定的稳定性。但其水溶液对热的酸、碱稳定性较差，对氧化剂、还原剂、蛋白质、纤维、脂肪、糖等有好的稳定性，对金属无腐蚀性，其水溶液pH 值为6. 7 〜7. 3 ，所以DMF性质稳定。

一、目的要求

1．了解富马酸二甲酯的性质，用途及合成方法；2．掌握精细化工合成技术及重结晶操作技术和熔点测定方法。

、富马酸二甲酯的生产方法原理

富马酸二甲酯较经济的生产方法，是反丁烯二酸（Trans Butenedioid Acid ）与甲醇在酸催化剂作用下发生酯化反应，其反应

方程式如下:

分子量144.12，能溶于乙酸乙酯、氯仿、丙酮等。熔点101-104 C,

沸点193C

副反应：CHQH H2SO4

硫酸二甲酯在18 C易迅速水解成硫酸和甲醇

三、主要试剂和仪器

试剂：反丁烯二酸9.2mL （15g , 0.127moL ）,甲醇30mL

（23.73g,）,

浓硫酸4mL（d=1.84）, 10淋酸氢钠，无水乙醇；活性炭

仪器：250mL三口烧瓶（1个）、冷凝管（1根）、电动搅拌器、温度计（100C ,200 C各1支）、电热套（1个）、变压器（1个）、量筒

（10mL,50mL、玻璃棒（1支）、烧杯（250mL,1个）、锥形瓶（1个）、抽滤装置和熔点测定仪（1个）、表面皿、电子天平、酒精灯、开口橡皮塞、乳胶管

四、实验步骤

1、如图安装实验装置；

HOOC-CH=CH-COOH+2CH 2OH CH 3OO-CH=CH-OOCH 3+2H 2O

口瓶中，在缓慢搅拌下加入4mL浓硫酸。

②按要求安装装置，然后接通电源加热回流, 此时温度约为75 C,

待反应完全后（自有回流开始计时，反应 1.5小时）蒸出大部分甲醇。

③当有大量的白色固体析出时，趁热将反应物倒入装有100mL冷水的烧杯

中，冷却后除去水。

④固体用10%^酸氢钠溶液中和，滤出固体产物，经水洗至中性后过滤，得

粗富马酸二甲酯。

3、精制

①将粗品溶在50mL无水乙醇溶剂中，制成沸腾的饱和溶液；

②将热溶液过滤以除去机械杂质和不溶物（加活性炭煮沸脱色）；

③将溶液冷却以使物质结晶；

④减压过滤，将结晶从母液中分离出来；

⑤洗涤晶体以除去吸附在晶体表面上的母液（进行两次结晶）

⑥

于

60~80

C干燥得白色富马酸二甲酯精品。

3

.测熔点、称重、计算收率

①称重

i.先将白色富马酸二甲酯精品研成细末，并放在干燥器或烘箱中充分干燥。

ii.用电子天平称重，并记录结果。

②计算收率

③测熔点

用毛细管法来测定:

操作步骤

实验装置

摩尔收率=

得到产物的物质量

投入反应系统的原料物

①将样品装入熔点管中要求：研细，装实，高度约2〜3mm

准备热浴

-搭装置］—［加热

易升华的化合物，装好试样后将上端封闭起来，因为压力对熔点的影响不大，所以用封闭的毛细管测定熔点其影响可忽略不计。易吸潮的化合物，装样动作要快，装好后也应立即将上端在小火上加热封闭，以免在测定熔点的过程中，试样吸潮使熔点降低。

②准备热浴：浴液的选择与用量，浓硫酸的安全使用。

③装置：温度计及熔点毛细管的插入位置。

④加热：速度的控制。低于熔点15C,升温速度5C/ min。温差15C-10 C

间，升温速度1-2C/ min。温差＜10C时，升温速度0.5- 1C / min。

⑤读数：快速、有效数字。

⑥降温：熔点以下20C左右。

⑦平行实验：3-4个。

⑧拆除装置：先擦干温度计上的浓硫酸再水洗，浓硫酸回收。

记录实验结果：

表1富马酸二甲酯的熔点测定数据记录表

产品质量应符合以下指标

项目含量（以

C6H5C4

计）% 外观熔点沸点比

重

不挥发物

（沸水浴

105C 烘）

指标>99 白色针状结102~104 193 1.3 <0.1%

晶，易升华00

七、注意事项

1甲醇有毒，操作时应予以注意，切勿溅入眼睛和口腔；

2.浓硫酸必须缓慢加入，并进行搅拌，避免局部过热；

3.认真操作，注意力要集中，仔细观察，如实记录实验现象和数据，注意安全，保持整洁。

八、思考题

1制备富马酸二甲酯有哪几种方法？

顺丁烯二酸酐法和富马酸法

2.酯化反应中常用的催化剂有几种？

浓硫酸，吡啶，10%NaO金属氧化物及无机酸盐、有机化合物、阳离子交换树脂等

3.硫酸作催化剂时会发生什么副反应？

甲醇与浓硫酸反应，首先生成硫酸氢甲脂，再经减压蒸馏生成硫酸二甲脂

4.产品的收率如何计算？

摩尔收率=

得到产物的物质量投入反应系统的原料物