精细化工单元反应实验

实验一N,N-双羟乙基十二烷基酰胺的合成N,N-双羟乙基十二烷基酰胺又称N,N-二羟乙基月桂酰胺，商品名尼纳尔、净洗剂6501或稳泡净洗剂CD-110，属非离子型表面活性剂，为淡黄色黏稠液状物，易溶于水。其起泡性强，泡沫稳定性好，能明显提高水的黏度。具有对水的增稠性、污垢分散性、耐碱性、耐硬水性和皮肤保护性。与其他表面活性剂配合时，则发生相乘效果，其清洗性、发泡性、泡沫稳定性更加提高。广泛用作食品、餐具洁净剂，以及织物清洗剂、化纤纺丝油剂，是液体洗涤剂中不可缺少的原料。由于其化学组成具有酰胺化合物结构，其水溶液对金属有较好的缓蚀能力，还可应用于各种金属清洗、磨削、防锈材料的生产。

N,N-双羟乙基十二烷基酰胺有1:1型、1:1.5型、1:2型三种，1摩尔月桂酸或椰子油脂肪酸与1摩尔二乙醇胺缩合，得1:1型，与1.5摩尔二乙醇胺缩合得1:1.5型，与2摩尔二乙醇胺缩合则得1:2型。

一﹑实验目的

（1）了解多元醇型非离子表面活性剂之一的烷基醇酰胺的合成方法。

（2）了解烷基醇酰胺在工业和日用化工方面的应用。

（3）掌握N,N-双羟乙基十二烷基酰胺的合成方法。

二﹑实验原理

（1）脂肪酸和二乙醇胺直接合成法。该法工艺简单，但成本高，副反应多。

（2）精制油与二乙醇胺直接反应，也称一步法。在实用中烷基醇酰胺通常由脂肪酸（FA）与过量的二乙醇胺（DEA）制成（1:2 、1:1.5型）以保证脂肪酸反应完全，所得的产物是等摩尔酰胺与DEA的缔合物，有良好的水溶性。该法成本较低，但产品色泽深，其中烷基醇酰胺的含量仅70%左右，因而在国际市场上缺乏竞争力，国内中小厂家目前多采用该方法。

（3）由椰子油与醇进行酯交换生成月桂酸酯，再与二乙醇胺反应生成产物。该法也称二步法。目前国内外大企业均采用较先进的甲酯法，该法反应温度低，所得产品色泽浅、透明度好、增稠性能高。其中月桂酸二乙醇酰胺的含量可达85%以上，且原料成本与一步法持平，故产品的竞争力强。

酯交换法工艺流程相对复杂，合成过程中涉及甲醇的弥散、劳动保护、防火、防爆等问题。若使用油和甲醇合成高级脂肪酸甲酯，需要进一步分离产物中的甘油。因而甲酯化法设备投资比较大。

传统的6501产品均采用椰子油作为原料，近些年来由于椰子油价格不断上涨，越来越多的厂家采用棕榈油、棉籽油等油脂来部分代替椰子油。由于成品分子量大，熔点高，在常温状态较纯椰子油制品粘稠许多。因而按照棕榈油的添加量分为高粘和超高粘等型号。

本实验采用脂肪酸和二乙醇胺直接合成法合成1:1型N,N-双羟乙基十二烷基酰胺。C11H23COOH+HN(CH2CH2OH)2C11H23CON(CH2CH2OH)2+H2O

三﹑药品和仪器

药品：月桂酸，二乙醇胺，氮气。

仪器：四口烧瓶，电加热套，搅拌器，温度计，球形冷凝管，分水器。

四﹑实验操作

1. 在装有搅拌器﹑温度计﹑球形冷凝管﹑分水器的250mL四口烧瓶中加入50g月桂酸和26g二乙醇胺。

2. 将反应物加热到120℃，通入氮气，继续加热到160℃，保温6小时。

3. 当从分水器中放出生成的水的量达4~5mL时，即认为反应完成。

4. 冷却反应物至室温，出料。

五．实验结果与讨论

月桂酸相对分子质量为200，50g月桂酸即为0.25mol，二乙醇胺相对分子质量为105，26g二乙醇胺即为0.247mol，月桂酸稍过量，反应完全时，生成水的量为0.247mol，质量为4.45g，体积为4.45mL，因此，当反应生成的水的量达4~5mL时，即可认为反应基本完成。六﹑注意事项

（1）严格按照钢瓶使用方法使用氮气钢瓶。

（2）本反应的温度很高，应注意防火。

（3）氮气不要通入太大，以冷凝管口看不到气体为适度。

思考题

（1）本实验除主反应外，还可能发生哪些副反应？

（2）试述烷基醇酰胺的国内外商品名称是什么？

（3）烷基醇酰胺的用途有哪些？

（4）非离子表面活性剂有哪两大类？它们在结构上有什么不同。

实验二二苯丙酸的合成

二苯丙酸又名3,3-二苯基丙酸、β-苯基苯丙酸、二苯甲基乙酸、β-苯基氢化肉桂酸，为白色粉末状固体。其熔点157℃，溶于乙醇和苯，不溶于水，用于制备冠心病药物心可定，也是用于合成解痉药米尔维林(milverine)的主原料及其他医药中间体。

一﹑实验目的

（1）掌握以AlCl3为催化剂进行无水操作的一般规律。

（2）了解以烯烃为烃化剂的反应原理。

二﹑实验原理

卤代烃、烯烃、醇、环氧乙烷等在Lewis酸催化剂的作用下，都能产生烷基碳正离子，因此卤代烃、烯烃、醇是常用的烃基化试剂，常用的Lewis酸有AlCl3，BF3等。当卤代烃或烯烃为烃基化试剂时，只需催化量的Lewis酸即可；当环氧乙烷为烃基化试剂时，至少要用等物质的量的Lewis酸催化剂才行。质子酸也能使烯烃和醇产生烷基碳正离子，因此也能做烃化反应的催化剂。常用的质子酸有HF，H2SO4，H3PO4等。

二苯丙酸可由苯和肉桂酸在无水AlCl3存在下进行烃化反应制得的，反应式如下：

+

CH CH COOH

CH CH2COOH

AlCl3

（肉桂酸）（二苯丙酸）

三﹑药品和仪器

药品：肉桂酸，无水苯，无水三氯化铝，无水碳酸钠，盐酸，冰。

仪器：三口烧瓶（250mL，500mL），圆底烧瓶（500mL），电加热套，搅拌器，冰浴锅，温度计（0~200℃），球形冷凝器，干燥管，导气管，烧杯（100mL，500mL），抽滤瓶，蒸馏头，直形冷凝器，尾接管，恒温烘箱。

四﹑实验操作

1.在干燥的备有温度计、搅拌器和带氯化钙干燥管（上接有HCl导气管）的球形冷凝管的250mL三口烧瓶中，投入10g肉桂酸，85mL无水苯。

2.启动搅拌,外用冰浴冷却,使内温降到0℃左右时,迅速投入9g无水AlCl3 ，在0~4℃搅拌1个小时。

3.将剩余的9g无水AlCl3全部投入，控制内温在10~15℃，保温搅拌2小时。

4.搅拌下,将反应液缓慢地加到盛有20mL盐酸和100mL水配成的冷却至5℃左右的酸水液的500mL烧杯中,并使其逐渐降温,进行水解。

5.将水解物移送到500mL圆底烧瓶中,搅拌冷却到18℃左右,加热,常压蒸除苯，直到内温达100℃时停止蒸馏。

6.冷却至室温，过滤，将滤饼压碎，用适量冰水洗涤至洗出液ph=3~4。