己二酸的绿色合成实验报告

•、实验目的

1 、通过己二酸的制备，了解传统合成方法的劣势和绿色合成方法的优势;

2 、熟悉催化剂无需回收条件下的循环使用。

二、实验原理

己二酸（adipic acid ）俗称肥酸，分子式为 GHiQ 。对于己二酸的生产工艺目前全世界用 的最广泛的是采用以环己乙醇或环己酮为原料的硝酸氧化工艺路线（图

1）。在此生产路线

中，使用强氧化性的硝酸，严重腐蚀设备，而且生产过程中产生的 N20气体被认为是引起全 球变暖和臭氧减少的原因之一，给环境造成极大的污染。日本科学

Ryoji Noyon 于1998年

Science 上发表了一篇有关己二酸的绿色合成方法，

提出了用水作溶剂，H2O2作氧化剂，钨

酸钠（Na2WO ）作催化剂，在硫酸氢钾（KHSO4的参与下，甲基三辛氯化铵（aliquat 336） 作相转移催化

剂的绿色制备路线。

这个路线不用强酸，不产生N2O 有害气体，用水作溶剂不

产生废液，并且催化剂不用回收可以直接循环使用。此后，又有研究人员发现，无需相转移 催化剂，采用水作溶剂，

H2O2作催化剂，利用钨酸钠--草酸原位合成的配位催化剂亦可合

成己二酸（图2 ）。

O OH

O

1、仪器 磁力加热搅拌器，冷凝管，圆底烧瓶，烧杯，干燥管，

表面皿，碱式滴定 管，熔点测定仪，三颈烧瓶，真空泵，分析天枰。

2、试剂 钨酸钠（AR ,环己醇（AR ）,环己烯（AR ,浓硝酸（AR ,硫酸氢钾（AR ）,

甲基三辛基氯化铵（AR ,过氧化氢（AR ）,草酸（AR ）。 四、实验步骤

1、传统制备方法

将2ml 浓硝酸加入到10mL 圆底烧瓶中，放入搅拌磁子，装上冷凝管，装置图如下（见 图3）。在通风橱里（为有 N2O 气体放出）加热到 80°G 接着将1mL 环己醇通过滴管从冷凝 管上方缓慢滴加到圆底烧瓶中，

在滴加的过程中，尽量避免环己醇与冷凝管内壁的接触，

滴

加速度控制在1滴/min 左右，滴加过程持续30~40min 。滴加完后，保持80°C 继续反应2h , 然后冷却至室温，冰水浴中冷却，晶体析出。用布氏漏斗抽滤，用少量冰水洗涤，再用少量 乙醇洗涤，尽量抽干晶体。收集药品在干燥箱中进行干燥 15min ，称量计算产率，取少量产

品测定熔点。

NaWO ・ 2H 2O- H 2Q KHSO ，W !O qU 2

lt3f O 6

图2两种不同的绿色合成方法制备己一

H2C2O4- 2H 2O- H 2O 2 三、仪器和试剂

HO

O

O

OH

酸

O OH

HO

图1传统合成方法制备己二酸

O

图3传统制备方法装置图

2、绿色制备方法——钨酸钠-草酸做催化剂

在100mL三颈烧瓶中加入钨酸钠，草酸，％的H2O2和磁子。室温下搅拌15~20min后，

加入环己烯。搭好回流装置（见图4），继续快速剧烈搅拌并加热至回流。反应过程中回流

温度将慢慢升高，回流后，将热的反应液倒入100mL烧杯中，冷水冷却至近室温后，再在冰水浴中冷却20min。用布氏漏斗抽滤，5mL冰水洗涤后，再用5mL乙醇洗涤，尽量抽干晶体，将产品干燥至衡中后，称量，记录己二酸的质量，计算产率，取少量产品测定熔点。

图4绿色制备方法装置图

3、己二酸含量的测定

用酸碱滴定法测定己二酸的含量。分别准确称取两次实验产品（准确至）于250ml锥形瓶中，加入50mL热的蒸馏水，搅拌溶解样品。加入1滴酚酞指示剂，用L-1的氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，30s 内不退色即为终点。各滴定2份。计算样品中己二酸的百分含量。

由上表可知，传统方法制备产品的产率要比绿色方法高，但污染较大而在纯度上，绿色制备方法略占优势，可谓各有优劣。

六、实验思考

本实验在绿色制备中，由于加入原料过早，导致反应提前进行，最终导致产率较低，且熔程较长。