甲基磺酸锰催化合成丁醛缩乙二醇

化学工程师m162No03Chemical Engineer2009年第3期文章编号:1002-1124(200903-0009-02甲基磺酸锰催化合成丁醛缩乙二醇瞿文明张海军2(1南通醋酸纤维有限公司江苏南通226008:2南通大学化学化工学院江苏南通226007摘要:以碳酸锰为原料制备甲基磺酸锰,并用甲基磺酸锰为催化剂,以丁醛和乙二醇为原料合成了丁醛缩乙二醇。该反应的较佳反应条件是n二鹏为1:2,甲基磺酸锰用量为125g,环己烷(带水剂)12mL(丁醛用量为01mol时)回流15h,丁醛缩乙二醇的收率达827%。关键词:香料丁醛缩乙二醇甲基磺酸锰催化合成中图分类号:TQ65I文献标识码:ASynthesis of butyraldehyde glycol acetal catalyzed by manganese methanesulfonateQU Wen-ming, ZHANG Hai-jun'(1. Nantong Cellulose Fibers Company Ltd, Nantong 226008, China; 2. College of Chemical Engineering,Abstract: Butyraldehyde glycol acetal was synthesized from butyraldehyde and glycol catalyzed by man-ganese methanesulfonate prepared with manganese carbonate. The optimal process conditions are obtained as folwin gr=l 2, manganese methanesulfonate is 1. 25 g and dehydrating agent (cyclohexane)is 12 mL(for 0.1 mol butyraldehyde), refluxing time is 1.5 h, the yield can achieve 82.7%Key words: aromatics; butyraldehyde glycol acetal; manganese methanesulfonate; catalytic synthesis缩醛类化合物是近年来发展起来的新型食用atar-370FT-IR红外光谱仪和日用香料,丁醛缩乙二醇就属该类化合物,它具1.2甲基磺酸锰的制备有新鲜的果香香气、苹果香韵,常用于酒类、软饮称取192g的甲基磺酸,在振荡下分批慢慢加料、化妆品等的调香和定香。缩醛类化合物可在质入到盛有20mL蒸馏水的250mL圆底烧瓶中,再子酸某些金属盐类、固体超强酸等作用下由相应在振荡下分批加入115g碳酸锰搅拌加热回流1h的醛和醇反应制得2。但以上几种方法存在着污染后,趁热过滤浓缩滤液冷却后结晶,过滤。固体于严重、腐蚀设备、催化剂价格高、后处理复杂、产品真空干燥箱中100℃下干燥4h,得甲基磺酸锰晶纯度和收率不高等缺点。体甲基磺酸盐能溶于醛酮与二元醇组成的混合1.3丁醛缩乙二醇的制备液中,遇水不水解,是一种环境友好的 Lewis酸催化在100mL烧瓶中加入一定量丁醛、乙二醇、带剂作者用甲基磺酸与碳酸锰反应制得甲基磺酸水剂环已烷和甲基磺酸锰,装上分水器和回流冷凝锰4,并用于催化合成丁醛缩乙二醇实验效果良管油浴加热搅拌回流一定时间。冷却依次用饱好。和食盐水和蒸馏水洗涤,用无水硫酸镁干燥后蒸馏,收集130-135℃馏分,得无色透明液体产品,称1实验部分重计算产率。11试剂和仪器碳酸锰甲基磺酸、丁醛、乙二醇和环已烷均为2结果与讨论分析纯21丁醛缩乙二醇的分析磁力搅拌器;WZS-1型阿贝折射仪;A-aTYH中国煤化工率和红外光谱,CNMHG收稿日期:2008-12-15基金项目:南通大学自然科学基金资助项日(6Z024)作者简介:瞿文明(1963-),男,工程师工程硕士从事化工技术工作瞿文明等:甲基磺酸锰催化合成西醛缩乙二醇200年第3期选择以上较佳反应条件,考察回流时间对产品收率的影响结果见表3。表3回流时间对缩醛收率的影响Tab 3 Effect of back flow time to acetal yield反应时间h051152收率%52.575.6803798图1丁醛缩乙二醇的红外光谱图随着回流时间的延长,产品收率不断增加,当Fig. 1 IR spectrum of butyraldehyde glycol acetal回流15h时,产品收率达最大值,故该反应的较佳合成产品在11463cm1和11.:5cm1处有反应回流时间应控制为1h两个C-O对称和不对称伸缩振动特征峰,以上结果25带水剂用量对缩醛收率的影响与丁醛缩乙二醇的结构2相符。选择以上较佳反应条件,考察带水剂环己烷的2.2醛醇摩尔比对缩醛收率的影响用量对产品收率的影响,实验结果见表4固定丁醛用量0mo、甲基磺酸锰用量1g、带表4带水剂用量对缩醛收率的影响水剂环已烷10mL反应时间1h,改变乙二醇的用Tab. 4 Effect of carrying water agent amount to acetal yield量,按1.3实验步骤反应,考察乙二醇用量对产品收带水剂用量/mL81012收率%73.780.3827760率的影响,结果见表1。表1丁醛、乙二醇的摩尔比对缩醛收率的影响带水剂的用量直接影响带水效果和反应温度,Tt.1 Effect of mole ratio of butanal and glycol to acetal vield带水剂用量少时,反应生成的水不能从反应体系中如:1:11:151:21:251:3移除,带水剂用量太多时,反应物浓度会下降,同时收率%52365815687633反应体系的温度也会因低沸点化合物的存在而降由表1可知,乙二醇用量增加,丁醛缩乙二醇低,产品收率下降。由表4可知,带水剂的较佳用量的收率逐渐提高,当醛醇物质的量比为1:2时,产为12mnLo品收率最高为715%,再增加乙二醇用量,产品收率反而下降可能是丁醛浓度降低的原因。所以醛醇3结论物质的量比为1:2最优用甲基磺酸锰制备丁醛缩乙二醇,其催化活性23催化剂用量对缩醛收率的影响高,无污染,是一种高效、环境友好的缩醛合成催化选择以上较佳反应条件,考察甲基磺酸锰用量剂具有较高的工业应用价值。对产品收率的影响结果见表2。甲基磺酸锰催化合成丁醛缩乙二醇的较佳反表2催化剂用量对缩醛收率的影响应条件是:n:n记三游为1:2,甲基磺酸锰的用Tab. 2 Efect of catalyst amount to acetal yield催化剂用量/g0.7525量为125g环己烷12mL(丁醛用量为01ml时)收率%624715756759753回流1.5h,丁醛缩乙二醇的收率达827%实验结果表明,作为 Lewis酸,甲基磺酸锰对缩醛反应有较好的催化效果。当催化剂用量为1.25g(1NH勃拉图斯著刘树文译香料化学M]北京轻工业出版杜,时,产品收率达756%,再增加催化剂的用量,产品收率变化不大。所以,该反应中催化剂的较佳用量2]杨水金夏佳白爱民稀有金属20028(4266为125g[3]张海军[门日用化学工业,200737(5):348-350.24回流时间对缩醛收率的影响[4]张成,姜恒宫红等[门中国锰业,2004,22(4)31-34.中国煤化工CNMHG