对甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛

2010年4月杨水金等对甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛对甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛杨水金邓满臣谢萍(湖北师范学院化学与环境工程学院,黄石435002)摘要以对甲苯磺酸为催化剂,苯甲醛和乙二醇为原料,合成了苯甲醛乙二醇缩醛。实验表明,合成苯甲醛乙二醇缩醛适宜的反应条件为:苯甲醛与乙二醇摩尔比1:1.4、催化剂用量为反应物总质量的1.5%、带水剂环己烷的用量为12mL反应时间45min。上述条件下,苯甲醛乙二醇缩醛的收率可达78.9%。关键词苯甲醛乙二醇缩醛对甲苯磺酸缩醛反应催化缩醛是一类有着优于母体羰基化合物的花醛乙二醇、带水剂和一定量的催化剂,装上温度香、果香或特殊香味的香料,具有留香持久、香气计分水器和回流冷凝管,在96-107℃下回流反类型多原料来源丰富生产工艺简单、化学性质应,至无水分出为止。将反应液用水洗至中性然稳定等特点。近20年来,作为新型香料在食品香后用无水MgSO4干燥,常压蒸馏收集沸程为料和日用香精中有着广泛的用途。缩醛还常用于228℃左右的馏分,得无色透明具有果香味的液有机合成的羰基保护或作为反应中间体还用作体产物测定折光率称量计算收率。反应溶剂。缩醛的工业合成方法一般是在无机质2结果与讨论子酸类催化剂作用下由醛与醇类化合物缩合而2.1反应条件的优化成。虽然所用催化剂价格低廉,产品收率较高,但在固定苯甲醛用量为0.20mol的条件下,影该法存在副反应多产品纯度不高、设备腐蚀严响对甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛反应重后处理中含有大量酸性废水造成环境污染等的主要因素有反应物苯甲醛与乙二醇的摩尔比缺点。因此,有必要开发合成缩醛的新方法。(A)、催化剂对甲苯磺酸用量(B)、带水剂环己有文献报道,FC2·6HO、NHFe(SO4)2、烷用量(C)和反应时间(D)。采用4因素3水H1 PMo n Oo、imnc、9042/TO2-SnO2等平的正交试验法L2(3'),考察了4个主要因素固体酸催化剂对合成苯甲醛乙二醇缩醛具有良好对合成反应的影响。正交试验方案见表1,结果的催化作用。作者通过实验发现对甲苯磺酸催与分析见表2。化剂对缩醛反应具有良好的催化活性。本文报道由表2可知,考察的4个因素中以带水剂环了采用对甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛进己烷用量对反应的影响最为明显,影响顺序从大行的研究。到小依次为C、A、D、B。由位级分析可知,最佳位实验部分级组合是A1B1C3D2,即适宜的反应条件是:固定1试剂及仪器苯甲醛用量020mol的情况下,反应物苯甲醛与苯甲醛、乙二醇、环己烷对甲苯磺酸,均为分乙二醇摩尔比1:14催化剂用量0.6g,即催化析纯;实验用水均为二次蒸馏水。剂用量为反应物总质量的1.5%,带水剂环己烷标准磨口中量有机制备仪;PKW-Ⅲ型电子的用量为12mL,反应时间45min。在此条件下,节能控温仪;Abbe折射仪; Nicolet5DX型傅立叶产物收率可达78.9%。变换红外光谱仪,液膜法,美国尼高力公司;MERcURY-VX300核磁共振波谱仪,CDC为溶剂,收稿日期:2010-02-04TMS为内标。作者简介:杨水金教授博士,主要从事钨化学与无机功能12催化合成苯甲醛乙二醇缩醛的操作方法材料的研究及无机化学教学工作,主持承担湖北省自然科学基金等省级项目9项发表论文多篇。在100mL三颈瓶中按一定计量比加入苯甲基金项目:湖北省自然科学基金资助项目(2005ABAO53)精细石油化工进展第11卷第4期ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS表1正交试验L(3的因素和水平催化活性明显高于其他几种催化剂2.3产物分析鉴定本研究制备的苯甲醛乙二醇缩醛的红外光谱A(醛醇摩尔比)1:1.41:1.51:1.6B(催化剂用量)/g0.8(IR,KBr)主要特征峰在1095.4,1026.0c(带水剂用量)/mL12970.0cm处,与文献报道的苯甲醛乙二醇缩D(反应时间)/min醛样品的红外光谱数据基本一致。产物的核磁共表2正交试验L(3)结果与分析振(HNMR,CDC3,300MHx)数据(化学位移)实验为:4.10(m,4H,OCH2CH2O),5.83(s,1H,CH)编号CD收7.30~7.50(m,5H,Ar-H)。由IR和HNMR数据可确认产物为苯甲醛乙二醇缩醛的结构,且杂峰极少。产物的折光率n=1.5262~15268,65.3与文献值(n=1.5267)基本相符。产物为无色透明液体330.73结论(1)用对甲苯磺酸作催化剂合成苯甲醛乙二k2157.3163.7198.6172.7醇缩醛的适宜反应条件为:反应物苯甲醛与乙二164.71060.6202.0164.3醇摩尔比为1:1.4,催化剂用量为反应物总质量57056.252.0的1.5%,带水剂环己烷的用量为12mL,反应时54.6k54.953.567.354.8间45min。上述条件下,苯甲醛乙二醇缩醛收率可达78.9%。(2)对甲苯磺酸对合成苯甲醛乙二醇缩醛具22不同催化剂活性比较表3列举了FeCl,·6H12O(、NH,Fe(SO)2有良好的催化活性,反应时间短,收率较高,工艺H1 PMonO03)、 Vitamin C(02/TO2-SnO2、流程简单,可降低生产成本。因此,对甲苯磺酸是合成苯甲醛乙二醇缩醛的优良催化剂,具有良好对甲苯磺酸作催化剂分别催化合成苯甲醛乙二醇的应用前景缩醛的实验结果。参考文献表3不同催化剂在苯甲醛乙二醇缩醛合成反应中的催化活性比较,如甲化长值化合(代忆工n(苯甲醛):催化剂反应时n(乙二醇)用量%间/收率%2陈翠娟十二水硫酸铁铵催化合成缩醛和缩酬合成材料老化与应用2001,(2):20-21FeCl, 6H, 01:1.5NH,Fe(SO )23吕月仙磷钼酸催化法制备某些缩醛(酮)的研究郑州轻工业H,PMo, o1:1.570.0学院学报,199,14(1):60~63Vitamin c1:151.31.070.54文瑞明游沛清罗新湘等维生素C催化合成缩醛(酮)石)2-/mO2-Sn021:1.55.02.576.0油化工,2002,31(5):373-375对甲苯磺酸1:1.40.7578.95吴露玲固体超强酸催化缩醛、酮化反应科技遁报,1995,11由表3可知在合成苯甲醛乙二醇缩醛反应6李叶芝黄化民金辉等硫酸铁催化环已酮的缩合反应和缩中,对甲苯磺酸作催化剂时用量少、反应时间短,醛()反应青林大学学报,1989,(2):113~1162010年4月杨水金等对甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛41Synthesis of Benzaldehyde Glycol Acetal Catalyzedwith p-Toluene Sulfonic AcidYang Shuijin Deng Manchen Xie PingCollege of Chemistry and Environmental Engineering, Hubei Normal University, Huangshi 435002)Abstract Benzaldehyde glycol acetal was synthesized from benzaldehyde and glycol in the presence of pluene sulfonic acid. The optimum conditions of the synthesis were confirmed as follows molar ratio ofbenzaldehyde to glycol 1: 1. 4, mass ratio of the catalyst based on the reactants 1. 5%, water-carrying agentcyclohexane 12 mL, and the reaction time 45 min. The yield of the product could be up to 78. 9%underabove conditions. The results also showed that p-toluene sulfonic acid was an excellent catalyst for synthesizing benzaldehyde glycol acetalKey Words benzaldehyde glycol acetal, P-toluene sulfonic acid, acetalization, catalysis纤维素生物质新的预处理技术可使酶用量减少10倍纤维素科学国际(CSI)公司的研究人员于2010年3月27日宜布已开发出纤维素生物质预处理技术,可降低其不能破解为糖类的“韧性”,从而有可能显着的提高采用纤维素酶使纤维素转化为糖率的速率,而减少所需的酶的用量,从而可降低生产纤维素生物燃料和化学品的成本。这一成果已在美国化学学会第239次年会上发布,对于漂白硫酸盐纸浆,CS公司可以在约20h内使转化率达到约80%,对于谷物秸秆,转化率达到了对照组的两倍。研究人员相信,这一发现将对纤维素转化为生物燃料的经济产生重大影响。研究人员认为,这与谷物作为制取生物燃料原料葡萄糖的主要来源相比,可使纤维素具有很大的竞争性。使用这种新技术,预期将可使酶的用量减少10倍,与谷物使用的酶的成本相比,这可望使纤维素转化达到相同的水平。新技术的基础是用于使纤维素解除结晶而形成在水介质中稳定的形态和可用于酶水解的过程。cSI公司表示,这种解除结晶化的过程在纳米级水平上开辟了结构;并提高了酶的可承受性;同时提高了纤维素用酶转化为葡萄糖和可溶性低聚物的速率,从而减小了酶水解所需的时间以及与长停留时间有关的投资。CSI公司使用微晶粉末纤维素( Avicel)作为基质, Avicel是一种微结晶纤维素,由高纯度漂白硫酸盐纸浆水解,再经机械破碎而来,用其进行酶解极其顽固。cSI公司的过程涉及使用氢氧化钠(NaOH)溶解在乙醇和水共溶剂混合物中,当氢氧化钠用水冲洗完后纤维素就被转换成丝光形式,这一形式与单独的原始形态相比,更难水解。但是,如果NaOH用共溶剂混合物进行完全地清洗则该结构可被破解。用于清洗NaOH的共溶剂可被再进行浓缩,共溶剂和NaOH可循环利用,没有任何大的消耗。钱伯章摘译自 Greencarcongre,2010-03-27