环己烯的合成研究

第14卷.第3期湖南城市学院学报(自然科学版)Vol. 14 No.3 .2005年9月Journal of Hunan City University (Natural Science)Sept.2005环己烯的合成研究游沛清'，文瑞明’，俞善信?(1.湖南城市学院化学与环境工程系,湖南益阳413049;2 湖南师范大学化学化工学院，湖南长沙410081)摘要:以环己醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂，合成了环己烯.实验结果表明,对甲苯磺酸用量(以环己醇质量计)为19 %,反应时间为35 min时,环己烯的产率达74.4 %.关键词:环己烯;环己醇;对甲苯磺酸中图分类号: 0623文献标识码: A文章编号: 1672- 7304(2005)03- 0056- 02环己烯是有机化工原料，用于制药工业、催层粗产品用2~3 g无水CaCl2干燥至清亮透明后,化剂溶剂和石油萃取剂、高辛烷值汽油的稳定剂再转入50 mL蒸馏瓶中加入沸石在水浴上进行蒸"，目前，工业上及实验室均采用硫酸或磷酸液馏，收集82~86C的馏分为产品.相脱水法来制备.21.硫酸对设备腐蚀严重,易发生炭化，污染环境，产率不高;虽然有采用超强2结果与讨论酸和杂多酸为催化剂由环己醇脱水制备环己烯的2.1对甲苯磺酸用量对脱水反应的影响报道3.4,但这些催化剂需要制备,成本也较高.对采用20 g(0.20 mol)环己醇为原料,按上述步甲苯磺酸是-种有机固体酸,运输和使用方便,骤和条件进行反应，考察催化剂用量对脱水反应又容易获得.它具有活性高，对设备腐蚀相对较的影响，结果见表1.轻，污染较小的优点，同时无氧化性，无炭化作表1对甲苯磺酸用量对脱水反应的影响用.本文探讨了用对甲苯磺酸催化环己醇脱水制n(p-CHsCH$SO;HH2OYt/min产率m/(%)备环己烯的反应条件，取得较好效果.0.005)570.10.0101573.21实验部分0.015073.80.0203574.41.1 试剂与仪器0.025s575.0环己醇和对甲苯磺酸(p-CH3CH4SO3HH2O)由表1可知，随着催化剂用量增加，脱水反等均为市售化学纯试剂.红外光谱用美国Nicolet应速率加快，产率增大.当催化剂用量为0.020公司AVATAR-360FT-IR光谱仪测定.mol(3.8 g，即催化剂用量为环己醇质量的19%1.2 环己烯的制备时),环己烯的产率达74.4%,再增加催化剂用量,在100 mL干燥圆底烧瓶中,加入20 g(21 mL产率增加很少.综合考虑，本实验中使用0.020约0.20 mol)环己醇，一定量的对甲 苯磺酸和几粒mol(3.8 g)对甲苯磺酸作催化剂较好.沸石，混匀,安装带有分馏柱的蒸馏装置和温度2.2 不同催化剂催化性能的比较计,用50 mL三角烧瓶作接受器并置于冰水浴中.采用浓硫酸、-水硫酸氢钠和对甲 苯磺酸作调节电热套的电压，缓缓加热混合物至沸催化剂(用量均为0.020 mol)，按上述反应步骤分腾，控制分馏柱顶部馏出温度不超过90'C,慢慢别催化环己醇的脱水反应，所得结果见表2.蒸出生成的环己烯和水的混浊液体(1滴/2~3 s)，表2不同催 化剂催化性能的比较至烧瓶中仅剩下少量残液并开始变黑冒白烟，顶催化剂种类n(催化t/min产率部温度开始下降时，停止加热，全部过程30~50剂)/molmin，p-CH,CH4SO;H . H20.0.020 .3:将馏出液用1.0 g精盐饱和，然后加入1~2NaHSO4. H2O4C62.8l51H2SO450mL饱和Na2CO3溶液中和微量酸，摇动后转入分在合成过程中发现，利用对甲苯磺酸和硫酸氢钠液漏斗中，振摇后静置分层，放出下部水层.上作催化剂时，不中国煤化工剂加热收稿日期: 2005-07-101HCNM HG资金项目:全国教育科学“十五” 规划立项课题(E IB030497)和2001年湖南省普通高等学校教学改革研究立项资助项目(湘教通2001]178号)作者简介:游沛清(1968-)， 女，湖南长沙人，副研究员，主要从事科技管理和有机合成的研究.第14卷游沛清等:环己烯的合成研究5立即变黑的现象，反应过程较稳定，只是在反应使用方便，腐蚀性比硫酸小，副反应也较少.利结束时反应瓶内才变黑冒白烟，顶温下降，反应用它催化环己醇脱水制备环己烯，操作简便，反过程无难闻SO2气味.应温和，反应时间短，环境污染少，产率较高,由表2可见，使用对甲苯磺酸作催化剂时,是较硫酸氢钠和硫酸好的催化剂.反应时间短、产率高，催化性能优于硫酸氢钠和(2)利用对甲苯磺酸催化环己醇脱水制备环硫酸，是本反应适宜的催化剂.己烯的适宜条件是:对甲苯磺酸的用量为环己醇2.3产品分析质量的19%，反应时间35 min,产率达74.4%.合成的环己烯经红外光谱分析,主要吸收峰(cm^ ')有:3022、 2926、 2858、 2837、 1653、 1437、参考文献:1137、1036、916、876、 718、639,其中3022 cm'[1]章思规.精细有机化学品技术手册:下册[M]. 北京:科学出为-CH伸缩振动吸收峰，1653cm:' 为C-C伸缩振:[2]曾昭琼.有机化学实验(第3版)[M].北京:高等教育出版社,动吸收峰，2926、2858cmi'为亚甲基的伸缩振2000.88-90.动吸收峰，经比较，其红外光谱图与[3]李远志，魏富智，周俊婷.含铈固体超强酸SO4 IZr0O-.Ce2O3AVATAR-360FT-IR光谱仪谱库中的标准图谱一的制备及对环己醇催化脱水制备环己烯的研究[)].精细化工,致2000，17(2): 88-90.[4]张敏.磷钨酸催化合成环己烯1[].现代化工2000, 20(4): 26-28.3结论[5]文瑞明，俞善信,雷存喜硫酸氢钠催化合成环己烯的研究[].精细石油化工进展，2001， 2(10): 21-22.(1)对甲苯磺酸是-种有机固体酸，运输和Study on Synthesis of CyclohexeneYOU Pei-qing'，WEN Rui-ming'，YU Shan-xin2(1. Department of Chemistry and Environmental Engineering. Hunan City University, Yiyang, Hunan 413049, China; 2. College of Chemistryand Chemical Engineering, Hunan Normal University , Changsha, Hunan 41008 l.China)Abstract: Cyclohexene was synthesized from cyclohexanol using p-toluene sulfonic acid as catalyst.The result of experiments showed that the yield of cyclohexene reached up to 74.4%when amount ofp-toluene sulfonic acid was 19%(based on the mass of cyclohexanol )and reaction time was 35 min.Key words: Cyclohexene; cyclohexanol; p-toluene sulfonic acid(责任编校:向旭宇)中国煤化工MHCNM HG