2010年4月楊水金等對(duì)甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛對(duì)甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛楊水金鄧滿臣謝萍(湖北師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,黃石435002)摘要以對(duì)甲苯磺酸為催化劑,苯甲醛和乙二醇為原料,合成了苯甲醛乙二醇縮醛。實(shí)驗(yàn)表明,合成苯甲醛乙二醇縮醛適宜的反應(yīng)條件為:苯甲醛與乙二醇摩爾比1:1.4、催化劑用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的1.5%、帶水劑環(huán)己烷的用量為12mL反應(yīng)時(shí)間45min。上述條件下,苯甲醛乙二醇縮醛的收率可達(dá)78.9%。關(guān)鍵詞苯甲醛乙二醇縮醛對(duì)甲苯磺酸縮醛反應(yīng)催化縮醛是一類有著優(yōu)于母體羰基化合物的花醛乙二醇、帶水劑和一定量的催化劑,裝上溫度香、果香或特殊香味的香料,具有留香持久、香氣計(jì)分水器和回流冷凝管,在96-107℃下回流反類型多原料來源豐富生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、化學(xué)性質(zhì)應(yīng),至無水分出為止。將反應(yīng)液用水洗至中性然穩(wěn)定等特點(diǎn)。近20年來,作為新型香料在食品香后用無水MgSO4干燥,常壓蒸餾收集沸程為料和日用香精中有著廣泛的用途?？s醛還常用于228℃左右的餾分,得無色透明具有果香味的液有機(jī)合成的羰基保護(hù)或作為反應(yīng)中間體還用作體產(chǎn)物測(cè)定折光率稱量計(jì)算收率。反應(yīng)溶劑。縮醛的工業(yè)合成方法一般是在無機(jī)質(zhì)2結(jié)果與討論子酸類催化劑作用下由醛與醇類化合物縮合而2.1反應(yīng)條件的優(yōu)化成。雖然所用催化劑價(jià)格低廉,產(chǎn)品收率較高,但在固定苯甲醛用量為0.20mol的條件下,影該法存在副反應(yīng)多產(chǎn)品純度不高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)響對(duì)甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛反應(yīng)重后處理中含有大量酸性廢水造成環(huán)境污染等的主要因素有反應(yīng)物苯甲醛與乙二醇的摩爾比缺點(diǎn)。因此,有必要開發(fā)合成縮醛的新方法。(A)、催化劑對(duì)甲苯磺酸用量(B)、帶水劑環(huán)己有文獻(xiàn)報(bào)道,FC2·6HO、NHFe(SO4)2、烷用量(C)和反應(yīng)時(shí)間(D)。采用4因素3水H1 PMo n Oo、imnc、9042/TO2-SnO2等平的正交試驗(yàn)法L2(3'),考察了4個(gè)主要因素固體酸催化劑對(duì)合成苯甲醛乙二醇縮醛具有良好對(duì)合成反應(yīng)的影響。正交試驗(yàn)方案見表1,結(jié)果的催化作用。作者通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)甲苯磺酸催與分析見表2?；瘎?duì)縮醛反應(yīng)具有良好的催化活性。本文報(bào)道由表2可知,考察的4個(gè)因素中以帶水劑環(huán)了采用對(duì)甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛進(jìn)己烷用量對(duì)反應(yīng)的影響最為明顯,影響順序從大行的研究。到小依次為C、A、D、B。由位級(jí)分析可知,最佳位實(shí)驗(yàn)部分級(jí)組合是A1B1C3D2,即適宜的反應(yīng)條件是:固定1試劑及儀器苯甲醛用量020mol的情況下,反應(yīng)物苯甲醛與苯甲醛、乙二醇、環(huán)己烷對(duì)甲苯磺酸,均為分乙二醇摩爾比1:14催化劑用量0.6g,即催化析純;實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水。劑用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的1.5%,帶水劑環(huán)己烷標(biāo)準(zhǔn)磨口中量有機(jī)制備儀;PKW-Ⅲ型電子的用量為12mL,反應(yīng)時(shí)間45min。在此條件下,節(jié)能控溫儀;Abbe折射儀; Nicolet5DX型傅立葉產(chǎn)物收率可達(dá)78.9%。變換紅外光譜儀,液膜法,美國尼高力公司;MERcURY-VX300核磁共振波譜儀,CDC為溶劑,收稿日期:2010-02-04TMS為內(nèi)標(biāo)。作者簡(jiǎn)介:楊水金教授博士,主要從事鎢化學(xué)與無機(jī)功能12催化合成苯甲醛乙二醇縮醛的操作方法材料的研究及無機(jī)化學(xué)教學(xué)工作,主持承擔(dān)湖北省自然科學(xué)基金等省級(jí)項(xiàng)目9項(xiàng)發(fā)表論文多篇。在100mL三頸瓶中按一定計(jì)量比加入苯甲基金項(xiàng)目:湖北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2005ABAO53)精細(xì)石油化工進(jìn)展第11卷第4期ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS表1正交試驗(yàn)L(3的因素和水平催化活性明顯高于其他幾種催化劑2.3產(chǎn)物分析鑒定本研究制備的苯甲醛乙二醇縮醛的紅外光譜A(醛醇摩爾比)1:1.41:1.51:1.6B(催化劑用量)/g0.8(IR,KBr)主要特征峰在1095.4,1026.0c(帶水劑用量)/mL12970.0cm處,與文獻(xiàn)報(bào)道的苯甲醛乙二醇縮D(反應(yīng)時(shí)間)/min醛樣品的紅外光譜數(shù)據(jù)基本一致。產(chǎn)物的核磁共表2正交試驗(yàn)L(3)結(jié)果與分析振(HNMR,CDC3,300MHx)數(shù)據(jù)(化學(xué)位移)實(shí)驗(yàn)為:4.10(m,4H,OCH2CH2O),5.83(s,1H,CH)編號(hào)CD收7.30~7.50(m,5H,Ar-H)。由IR和HNMR數(shù)據(jù)可確認(rèn)產(chǎn)物為苯甲醛乙二醇縮醛的結(jié)構(gòu),且雜峰極少。產(chǎn)物的折光率n=1.5262~15268,65.3與文獻(xiàn)值(n=1.5267)基本相符。產(chǎn)物為無色透明液體330.73結(jié)論(1)用對(duì)甲苯磺酸作催化劑合成苯甲醛乙二k2157.3163.7198.6172.7醇縮醛的適宜反應(yīng)條件為:反應(yīng)物苯甲醛與乙二164.71060.6202.0164.3醇摩爾比為1:1.4,催化劑用量為反應(yīng)物總質(zhì)量57056.252.0的1.5%,帶水劑環(huán)己烷的用量為12mL,反應(yīng)時(shí)54.6k54.953.567.354.8間45min。上述條件下,苯甲醛乙二醇縮醛收率可達(dá)78.9%。(2)對(duì)甲苯磺酸對(duì)合成苯甲醛乙二醇縮醛具22不同催化劑活性比較表3列舉了FeCl,·6H12O(、NH,Fe(SO)2有良好的催化活性,反應(yīng)時(shí)間短,收率較高,工藝H1 PMonO03)、 Vitamin C(02/TO2-SnO2、流程簡(jiǎn)單,可降低生產(chǎn)成本。因此,對(duì)甲苯磺酸是合成苯甲醛乙二醇縮醛的優(yōu)良催化劑,具有良好對(duì)甲苯磺酸作催化劑分別催化合成苯甲醛乙二醇的應(yīng)用前景縮醛的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。參考文獻(xiàn)表3不同催化劑在苯甲醛乙二醇縮醛合成反應(yīng)中的催化活性比較,如甲化長(zhǎng)值化合(代憶工n(苯甲醛):催化劑反應(yīng)時(shí)n(乙二醇)用量%間/收率%2陳翠娟十二水硫酸鐵銨催化合成縮醛和縮酬合成材料老化與應(yīng)用2001,(2):20-21FeCl, 6H, 01:1.5NH,Fe(SO )23呂月仙磷鉬酸催化法制備某些縮醛(酮)的研究鄭州輕工業(yè)H,PMo, o1:1.570.0學(xué)院學(xué)報(bào),199,14(1):60~63Vitamin c1:151.31.070.54文瑞明游沛清羅新湘等維生素C催化合成縮醛(酮)石)2-/mO2-Sn021:1.55.02.576.0油化工,2002,31(5):373-375對(duì)甲苯磺酸1:1.40.7578.95吳露玲固體超強(qiáng)酸催化縮醛、酮化反應(yīng)科技遁報(bào),1995,11由表3可知在合成苯甲醛乙二醇縮醛反應(yīng)6李葉芝黃化民金輝等硫酸鐵催化環(huán)已酮的縮合反應(yīng)和縮中,對(duì)甲苯磺酸作催化劑時(shí)用量少、反應(yīng)時(shí)間短,醛()反應(yīng)青林大學(xué)學(xué)報(bào),1989,(2):113~1162010年4月楊水金等對(duì)甲苯磺酸催化合成苯甲醛乙二醇縮醛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纖維素生物質(zhì)新的預(yù)處理技術(shù)可使酶用量減少10倍纖維素科學(xué)國際(CSI)公司的研究人員于2010年3月27日宜布已開發(fā)出纖維素生物質(zhì)預(yù)處理技術(shù),可降低其不能破解為糖類的“韌性”,從而有可能顯著的提高采用纖維素酶使纖維素轉(zhuǎn)化為糖率的速率,而減少所需的酶的用量,從而可降低生產(chǎn)纖維素生物燃料和化學(xué)品的成本。這一成果已在美國化學(xué)學(xué)會(huì)第239次年會(huì)上發(fā)布,對(duì)于漂白硫酸鹽紙漿,CS公司可以在約20h內(nèi)使轉(zhuǎn)化率達(dá)到約80%,對(duì)于谷物秸稈,轉(zhuǎn)化率達(dá)到了對(duì)照組的兩倍。研究人員相信,這一發(fā)現(xiàn)將對(duì)纖維素轉(zhuǎn)化為生物燃料的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響。研究人員認(rèn)為,這與谷物作為制取生物燃料原料葡萄糖的主要來源相比,可使纖維素具有很大的競(jìng)爭(zhēng)性。使用這種新技術(shù),預(yù)期將可使酶的用量減少10倍,與谷物使用的酶的成本相比,這可望使纖維素轉(zhuǎn)化達(dá)到相同的水平。新技術(shù)的基礎(chǔ)是用于使纖維素解除結(jié)晶而形成在水介質(zhì)中穩(wěn)定的形態(tài)和可用于酶水解的過程。cSI公司表示,這種解除結(jié)晶化的過程在納米級(jí)水平上開辟了結(jié)構(gòu);并提高了酶的可承受性;同時(shí)提高了纖維素用酶轉(zhuǎn)化為葡萄糖和可溶性低聚物的速率,從而減小了酶水解所需的時(shí)間以及與長(zhǎng)停留時(shí)間有關(guān)的投資。CSI公司使用微晶粉末纖維素( Avicel)作為基質(zhì), Avicel是一種微結(jié)晶纖維素,由高純度漂白硫酸鹽紙漿水解,再經(jīng)機(jī)械破碎而來,用其進(jìn)行酶解極其頑固。cSI公司的過程涉及使用氫氧化鈉(NaOH)溶解在乙醇和水共溶劑混合物中,當(dāng)氫氧化鈉用水沖洗完后纖維素就被轉(zhuǎn)換成絲光形式,這一形式與單獨(dú)的原始形態(tài)相比,更難水解。但是,如果NaOH用共溶劑混合物進(jìn)行完全地清洗則該結(jié)構(gòu)可被破解。用于清洗NaOH的共溶劑可被再進(jìn)行濃縮,共溶劑和NaOH可循環(huán)利用,沒有任何大的消耗。錢伯章摘譯自 Greencarcongre,2010-03-27