聚乙二醇400催化醚化反应研究

化工中间体Chemical Intermediate2000年第08期科研开发聚乙二醇400催化醚化反应研究摘要:本实验采用聚乙二醇400作为催化剂研究了13-二(对腈基苯氧基)丙烷的合成工艺条件。通过实验考察了对腈基苯酚与13-二溴丙烷的物质量比时间温度催化剂用量等因素对产率的影响。得到了适宜的工艺条件为:对腈基苯酚与13-二溴丙烷物质的量之比为23:1.0,醚化反应温度为60℃反应时间为6h,催化剂用量10ml,其最大产率达到72%。关键词聚乙二醇400;1,3-二(对腈基苯氧基)丙烷;相转移中图分类号:T23162文献标识码:A文章编号:16728142009)080040037~8个氧原子处于同一平面的假环状结构,而其1,3-二(对腈基苯氧基)丙烷作为一种重要余氧原子则弯曲于平面的一侧,能够与反应试剂的有机中间体在医药,农药上的用途很广[,但中的碱金属或碱金属阳离子生成稳定配合物,溶使用常规的威廉森反应产率较低,因此如何提高于有机相中,从而使亲核试剂№u-棵露,使之具醚化步骤的产率成为当今研究的一个热点。相转有较高反应活性,同时从水相转移到有机相中,形移催化技术目前广泛应用于多种化学反应,合成成目标产物。出了多种新型化合物叫,本实验采用聚乙二醇400作为相转移催化剂合成1,3-二(对腈基苯氧基H丙烷。实验原理聚乙二醇400催化反应过程如下。0m-2实验部分2.1仪器与试剂实验仪器:傅立叶红外光谱仪,电动搅拌器,km7~c求相四口烧,循环水式真空,恒温水浴锅,德形瓶界面兴达化工厂,1,3-二溴丙烷(分析纯),山东邹平铭兴化工有限公司,聚乙二醇40(分析纯),天津PEG市大茂化学试剂厂,苯甲醚(分析纯),天津市化学试剂一厂,氢氧化钠(分析纯),天津天大化工厂PEG№rCN Br(CH2hB3实验步骤聚乙二醇400链节可以折叠成螺旋状并自由将氢氧化钠固体置于锥形瓶中加入去离子水滑动的链,如下图。其中氧原子位于内侧,形成和对腈基苯酚搅拌,使其完全溶解后移至四口烧瓶中,后将13--丙惊溶解在苯甲醚中搅拌中国煤化工将油相缓慢加人到作者简介:蔡亮(1982-),男,硕士研究生,2007月毕业于中北四口CNMHG醇400在设定温度大学化工与环境学院应用化学专业现从事有机合成工作下反应一段时间后停止搅拌,冷却,倒人烧杯,静·通讯联系人置后有白色沉淀析出,然后洗涤静置;将静置后的第08期聚乙二醇400催化醚化反应研究产物进行真空抽滤,干燥。从图2中可以看出,当反应温度为60℃时,醚化产物产率最高。当反应温度低于60℃时,产4结果与讨论物产率随着温度的升高而增大,温度过低则会使4.1影响因素分析反应体系获得能量不足,影响反应速率和产率。反4.11对腈基苯酚与1,3-二溴丙烷的物质量比应温度高于60℃时,产率则出现下降趋势。过高对产率影响和过低的温度都不利于反应的进行,因此在实验中选用温度60℃为宜。4.1.3反应时间对产物产率的影响对基苯酚和1,3-二溴丙烷物质的盘比图1对腈基苯酚和1,3-二溴丙烷的物质量之比和醚化产物产率关系曲线反应时间/h由图1可以看出,随着对腈基苯酚与1,3-二溴内烷物质的量之比的增加,水相的碱浓度相应图3反应时间对醚化反应产物产率的关系曲线增加可以使其与对腈基苯酚更多接触,形成酚钠从图3可以看出,反应时间在6h之前醚化的速度加快,浓度增大,从而提高反应速率,增加反应产物产率提高较快,8h后继续延长反应时间产率。醚化产物的产率呈上升趋势。当对腈基苯酚则产率有所下降,这可能是因为随着反应时间的和1,3-二溴丙烷物质的量之比等于23:1.0时,延长,反应物浓度下降,使得反应物之间的碰撞几产物的产率最大可达72%,此后继续增大对腈基率变小,产率降低。同时反应时间过长也会因为苯酚和1,3-二溴内烷物质的量之比,产率有所下1,3-二溴丙烷的水解而使产率降低,并且从实际降,可能是随着碱用量的增加致使1,3-二溴内烷生产成本考虑反应时间控制在6h为宜。的水解反应占优势。因此确定对腈基苯酚与1,3-4.1.4催化剂用量对产率的影响二溴丙烷最佳物质的量之比为23:1.0。4.1.2反应温度对产率影响皤化剂用量/a1中国煤化工物产率关系曲线反应温度/℃CNMHG化剂用量的增加醚化产物时广皇工廾超努。阳着使用量的加大,催图2反应温度和酿化反应产物产率的关系曲线化剂聚乙二醇400与对腈基苯酚接触越来越多化工中间体42·Chemical Intermediate2009年第08期形成的碱金属络合物也越来越多,不断的进入到有机相中去,使得反应加速进行,产率也增加。催5结论化剂用量超过10ml后产率增加不大,因此从实际本研究采用聚乙二醇400为相转移催化剂催效果考虑,催化剂用量选用10ml为佳。化对腈基苯酚合成13-二(对腈基苯氧基)丙烷,4.2红外谱图分析以苯甲醚为溶剂通过正交实验研究了对腈基苯酚聚乙二醇400催化醚化反应产物的红外谱与1,3-二溴丙烷物质的量之比、反应温度、催化图如下。剂用量和反应时间对醚化产物产率的影响。通过对实验结果的分析,得出对腈基苯酚醚化反应的最佳工艺条件:对腈基苯酚与1,3-二溴丙烷物质的量之比为2310,醚化反应温度为60℃,反应时间为6h,催化剂用量1oml,其最大产率达到72%。聚乙二醇400具有螺旋结构,可以折叠成不同大小的空穴,能与不同半径的离子配合而进行相转移催化反应。从实验结果比较,聚醚的催化效果虽然不如季铵盐,但它具有价廉,无毒,易于生图5醚化反应产物红外谱图物降解以及在非弱酸条件下热稳定性好的优点。从图5中可以看出2958cm-,2891cm1为亚甲在适当温度下聚乙二醇400趋向全交叉的稳定结基的伸缩振动吸收峰,147lcm处为亚甲基的弯构,分子间碰撞概率增加,反应速率提髙。因此利曲振动吸收峰,2233cm-处为腈基—CN的伸缩振用聚乙二醇400作为相转移催化剂在威廉姆森醚动吸收特征峰,1604cm-、147lcm、138cm1、829合成反应中具有较高的应用价值。cm3、698cm处为芳环骨架伸缩、弯曲振动特征吸收峰,1253cm1、1176cm处为醚基C—0伸缩振动参考文献吸收特征峰,在3400cm1-3200cm1区并无出现宽张兴陈安良冯俊涛新型杀菌剂丙烷脒开发研究中国农资而强的吸收峰,说明产物中的羟基吸收峰消失。通过与对腈基苯酚的红外谱图的比较,可以2廉应江陈安良冯俊涛等芳香二脒类化合物合成及抑菌活性的初步明显看出对腈基苯酚和1,3-二溴丙烷发生了醚研究西北农林科技大学学报自然科学版1200345-48化反应,所得到的产物就是目标产物1,3-二(对3赵地顺。相转移催化原理及应用Ml化学工业出版社,2007腈基苯氧基)丙烷。收稿日期:200052Study on Etherification and Catalysis by PEG400Cai LiangAbstract: 1, 3-bis (4-nitrilemethoxyphenoxy)propane was synthesized by using PEG 400ascatalyst. Influential factors, such as the mole ratio of 4-hydroxybenzonitrile and 1, 3-dibromopropane,time, temperature, dosage of PEG 400 were investigated, and the appropriate reaction conditions weregiven: the mole ratio of 4-hydroxybenzonitrile andmopropane was 2.3: 1.0. reactiontemperature was 60C, reaction time was 6h, dosage of P中国煤化工d1,3-bitrilemethoxyphenoxy) propane can reach 72%CNMHGKeyword: PEG 400, 1, 3-bis(4--nitrilemethoxyphenoxy)propane, phase transfer catalyst