Williamson反应合成二乙二醇二甲醚及其合成条件优化 Williamson反应合成二乙二醇二甲醚及其合成条件优化

Williamson反应合成二乙二醇二甲醚及其合成条件优化

  • 期刊名字:江西化工
  • 文件大小:
  • 论文作者:芮培欣,周鹏,廖维林,许招会
  • 作者单位:江西师范大学
  • 更新时间:2020-03-23
  • 下载次数:
论文简介

江西化T2009年第1期Williamson反应合成二乙二醇二甲醚及其合成条件优化芮培欣周鹏廖维林许招会(江西师范大学化学化工学院,江西南昌330027摘要:以二乙二醇单甲醚(C3H12O3)和氯甲烷为原料氢氧化钠为催化剂,在n(NOH)n(C3H2O)=14:1.0(ml/ml)减压条件下,先合成二乙二醇单甲醚醇钠盐,然后通人CH2C与二乙二醇单甲醚钠盐进行 Williamson反应合成二乙二醇二甲醚(DMDE)。用正交实验法对二乙二醇二甲醚的合成条件进行了优化气相色谱法分析了产品中DMDE的含量,用F-IR和NMR分析测试手段表征了产物结构。实验结果表明该反应的最优工艺条件为:n(NaOH)/a(CH2O3)/n(CH3Cl)=14:1.0:1.4,反应温度为90℃,CH1C通入时间为4.0h,二乙二醇二甲醚的收率可达950%以上。关镫词:二乙二醇单甲醚醇钠盐二乙二醇二甲醚 Williamson反应合成二乙二醇二甲醚(DMDE)是一种极性非质子类高业化生产但产品收率低。笔者采用在过量的NaOH与沸点溶剂,由于它能与大多数酸、醇酮、醚卤代烃等混C3Hl2O3减压条件下反应生成醇钠盐后再与氯甲烷发溶,对碱金属化合物有较强的溶解能力,它成为在许多生 williamson反应合成二乙二醇二甲醚。该方法操作有机合成反应中必不可少的关键溶剂。如:用于聚合简单选择性好收率高,产物易提纯是一种较为适宜反应的溶剂和催化剂,有机硅化合物的合成及制工业化开发的理想路线。备2),同时它还广泛用于纺织印染、油漆油墨助剂脱实验部分膜剂燃料添加剂及粘结剂引等。二乙二醇二甲醚1.1试剂与仪器(DMDE)的合成主要有()二甘醇醚缩聚醛氢解法{,二乙二醇单甲醚,工业级,W≥99.0%,宜兴助剂化该方法虽对环境污染少,但需高压,催化剂选择性差,工厂;NaOH化学纯南昌洪都试剂厂;氯甲烷,工业品转化率低。(2)乙二醇单甲醚催化脱水法,工艺流程丹阳市双阳化工厂;乙醇分析纯南昌洪都试剂厂。短原料易得,但需开发高活性及高选择性催化剂副cC-9A气相色谱仪(日本岛津);红外光谱仅产物较多难以得到高纯的DMDE。(3)首先以二乙二( Perkin Elmer Spectrum One); Brukeravance核磁共振仪醇单甲醚与金属钠反应生成醇钠,然后再与CH2Br或400MHZ:Zw-IA型阿贝折光仪;真空循环水泵(河南巩CHC反应成醚的 WiLliamson法((4)二甘醇或其单义予华仪器厂)醚相转移醚化法。,工艺简单操作简便安全,适合工1.2合成原理DMDE的合成反应式如下:NaOHCH2OCH2CH ONaCH,, CH;OCH,1.3二乙二醇二甲醚的合成180℃;方法:面积归一法。色谱分析合成品纯度可达将500mL三颈烧瓶中加人二乙二醇单甲醚lml99.9%。(120.0g),和NaOH6.0g(14ml),装好普通蒸馏装置,1.5DMDE的结构表征在009Mp真空下升温至90℃减压蒸馏除去水,反应用FT-IR和HMMR及cNMR对产物进行了结构40,当反应液不再有水珠蒸出时,开始通入氯甲烷控表征。谱图分析数据见表l制气体流量使计量的氯甲烷在所需时间内通完,再继表1DMDE产物的FT-R和HMMR续在此反应的温度下反应10h,冷却,抽滤所得滤渣及"CNMR的征结果用100mL乙醇分2-3次浸泡,洗涤,抽滤从回收滤渣中w,c28(甲氧基的碳氢键对称伸缩的产物;合并滤液并分馏,收集16℃-163℃的馏分,振动);bCH2453,O1351(cH2及即得二乙二醇二甲醚(DMDE)0cH的剪式振动);U,C-0F-,wcm1okm-是强峰;c-0c9cm1.4分析测试方法及其含量分析是弱峰CH2853m为一OcH2-CH用岛津GC-9A气相色谱仪分析含量,测定条件中的∝H2面内摇摆振动为:色谱柱30Mx0.25mm(L.D.)x0.5um$E-52毛。331(2xCH,n);3.49(2-0H2-管柱,柱温100℃,汽化室温度为200℃,检测器温度为HNR×10cH2,m)2年3月william反应合成二乙二醇二甲醚及其合成条件优化CNMR. 3 x 10-b7(HO-=);70.8(2-0cH2HH1):723(2CH1OC`H2-)序号化反齪北反(C、H202)a(NOH应时间应温度dl CI)/a( C H 0,)hf从上述表征结果表明本合成品为二乙二醇二甲3.021,42结果与讨论2.L催化剂的选择5.0固定二乙二醇单甲醚ml(120.0g),n(NaOH)/nK1238.0243.72402244.5(cH12O)=1.4:1.0(m/m)n(cH12O2)/n(cHCl)=K22478248.2241.3240,41.0:14,反应温度为90℃,CH3C通入时间为4.0h,考K3244.1238.0248.4245.0察不同催化剂对二乙二醇二甲醚收率的影响,实验结极差615782果见表2。从上可以看出,以二乙二醇单甲醚(C3H2O3)和氯褒2催化剂对反应的彩响甲烷为基本原料氢氧化钠为催化剂合成DMDE时,最催化剂的种类收率/%主要的影响因素为n(cHl2O3)/n(CH2C),其后依次为甲醇钠67.0反应温度反应时间、n(NaOH)/n(CH2O3)。由正交实乙醇钠验可知,二乙二醇二甲醚合成的优化条件为:氢氧化钠A2B2c3D3,即反应时间为4.0h,反应温度9℃,n(CH氢氧化钾03)/n(CH3C)=1.4/1.0(m/ml),n(NaOH)/n(C3H2从表2可见:在这四种催化剂中,氢氧化钠的催化03)=14/1.0(mo/ml)23优化条件的验证效果最好。而且氢氧化钠价格便宜,易制备和分离,因此,本实验选定氢氧化钠为催化剂固定二乙二醇单甲醚lmol(120.0g),n(NaOH)/n22二乙二醇二甲醚合成的优化(cHl2O3)=1.4:1.0(mU/ml)n(cH2O3)/n(CH2C)=为了优化以二乙二醇单甲醚(CH2O2)和氯甲烷为1.0:1.4,反应温度为90℃,CH2C通入时间为40h,在基本原料,氢氧化钠为催化剂,在减压条件下,酒过上述条件进行四次重复实验实验结果见表5。williamson反应合成二乙二醇二甲酸(DMDE)的条件,在衰5优化条件下的量复实验本研究中以DMDE的收率为基准,采用正交实验法进重复实验次数/n行分析研究。影响合成DMDE的因素主要有醚化反应收率/%4.895.695.2949时间/h、醚化反应温度/℃、n(NaOH)/n(cH2O2)、n从表5可见:在最优条件下,二乙二醇二甲醚的平(cH2O3)/n(CH2Cl)等。因此本实验主要进行四因素均收率为%5.2%。三水平的正交实验。正交实验的因素和水平表及正交3论实验和极差分析的结果分别见表3和表4豪3正交实验的因素-水平豪以二乙二醇单甲醚和氯甲烷为原料,氢氧化钠为催化剂,先在减后条件下合成了二乙二醇单甲醚钠盐;水平再用生成的二乙二醇单甲醱钠盐与CHCl进行2Williamson反应制备了DMDE。通过正交实验和极差分A醚化反应时间/h3.04.05.0析方法得到最优合成工艺条件为:固定二乙二醇单甲B醚化反应温度/℃80N o Imol, n( NaOH)/n(C H120)=1.4: 1.0, n(CH, C1)/ncn(CH2C)/n(CH12O3)1.21.314(CH12O3)=14:1.0,反应温度90℃,CH2C通人4.0hDn(NaOH)/n(C5H12O3)1.21.3在此条件下,DMDE收率可达95.0%以上。4正交实验和极差分析的结果参考文献醚化反醚化反a[I] Yokota H, Takigawa T, Tanaka T聚氨酯膜[P].日本序号应时同应翻度/a(a)aHn)收率特许公开:昭61-123676[2] Inada S, Honda S, Koga K.四烷氧基硅制备[P],EP:l.3225137,1987[3 Soijima Toshiaki. Separation of polyolefins from w35.080plastic mixture and solvents for the methods[ P]. JP: 200043.09013l.280.7327828A.20004.090[4]朱新宝,王甫泉,二乙二醇二甲醚的合成与应用65.0l.2[刀江苏化工,2001,29(4):39-43.江西化工200年第1期[5]杨富佑赵元鸿李瑞英.二甘醇二甲醚的合成研究合成方法[P].cN1311265A,2001-09-05[刀]云南大学学报(自然科学版),1997,19(4):35[9] Ono Kyoko, Watabe Yasuyoshi. Preparation of (poly)353ethaneglycol diethers from the corresponding[6】章思规精细有机化学品技术手册[M].北京科学 and carbonate esters[P]P:0922435A2,97-09出版社出版,1993-688-691[7]杨树良,王新荣陈志荣等双烷基封端聚醚的合[10]许琦蔡照胜杨春生等.二乙二醇甲乙醚的合成成方法[P].cN:1276391A,2000-12-13[].精细石油化工,2005(1):28-8]陈志荣伊红,王伟松,等.甲基或乙基封端聚醚的Synthesis of diethylene glycol dimethyl ether over williamsonreaction and Optimization of Its Synthetic ConditionsRUI Pei-xin ZHOU Peng LIAO Wei-lin XU Zhao-huiDepartment f Chemistry and Chemical engineering f Jiangai Normal Unipenity Nanchang JiangXi 330027 China)Abstract: Based on diethylene glycol mono- methyl ether(C,H2 0,)and CH,CI as raw malerials, hydrate of sodium as catalystDiethylene glycol mono-methyl ether monosodium salt was synthesized from under vacuumn( NaOH)/n(C,H20,)=1.4: 1.0. Then diethylene glycol dimethyl ether( DMDE)was synthesized through Williamson reaction from CH,ClandCH,OCH,CHOCH2 CHIONa Its synthetic condition waswas optimized by orthogonal experiment. The purity of DMDE waslyzed by gas chromatography, Its structure was characterized by FT-IR and NMR. The results indicated thatwilliamson reaction conditions were as follows: n(NaOH)/n(C 0,)/n(CH, C1)=1. 4: 1.0: 1.4, reaction temperatue 90t,reaction time 4.Oh. The yield of DMDE could reach over 95.09Keywords: diethylene dyool mono-methyl ether mono-Sodium salt diehaylene dyco dimethyl ether williamson reaction

论文截图
版权:如无特殊注明,文章转载自网络,侵权请联系cnmhg168#163.com删除!文件均为网友上传,仅供研究和学习使用,务必24小时内删除。