聚乙二醇縮水甘油醚的合成

第35卷第2期精細化工中間體Vol, 35 No. 22005年4月FINE CHEMICAL INTERMEDIATESApril 2005聚乙二醇縮水甘油醚的合成李賀敏,金華,朱紅軍(南京工業(yè)大學(xué)理學(xué)院應用化學(xué)系,江蘇南京210009)摘要:以聚乙二醇(PEG1000)、環(huán)氧氣丙烷和KOH為原料,四丁基澳化銨(Bu1NBr)為催化劑制得聚乙二醇縮水甘油醚。通過(guò)正交試驗研究了聚乙二醇縮水甘油醚制備過(guò)程中反應溫度、原料配比、催化劑用量、KOH用量對產(chǎn)物收率及環(huán)氧值的影響。實(shí)驗結果表明當取005 mol peg100,0.3mol環(huán)氧氣丙烷和5.8gKOH時(shí),在0.8gBu1NBr催化作用下,于55℃反應8h得到的產(chǎn)物具有較為理想的收率和環(huán)氧值。并用傅立葉紅外光譜及環(huán)氧值對產(chǎn)物進(jìn)行了表征關(guān)鍵詞:聚乙二醇縮水甘油醚;合成;環(huán)氧值;正交實(shí)驗中圖分類(lèi)號:TQ223.2文獻標識碼:A文章編號:1009-9212(200502004503Synthesis of Polyethylene Glycol Bisglycidyl EtherLI HeJIN Hua, ZHU HeCollege of ScienceNanjing University of Technology, Nanjing 210009, China)Abstract: Polyethylene glycol bisglycidyl ether was synthesized by the reaction of polyethylene glycol(average mol weight 1000, PEG-1000)with epichlorohydrin and KOH, under the catalysis of tetrabutylam-monium bromide( Bu NBr). The conditions of the reaction, such as the temperature of reaction, reactiontime, the mol ratio of the raw materials and amount of catalyst were studied. The results showed the opti-mal yield and epoxy value could be obtained when 0. 05 molPEG-1000,0. 3 mol epichlorohydrin reactedwith 5. 8 g KOH for 8h, under 55C, 0.8g Bu, NBr. Its structure was characterized by IR and epoxy val-Key words: Polyethylene glycol bisglycidyl ether; synthesis; epoxy value; orthogonal experiment聚乙二醇1000(PEG1000(CA),環(huán)氧氯丙烷,1前言四丁基溴化銨,KOH,CH2Cl2均為分析純。傅立葉聚乙二醇縮水甘油醚是一種脂肪族雙環(huán)氧基樹(shù)紅外光譜儀,HH4數顯恒溫水浴鍋,循環(huán)水式多用脂,是一種良好的交聯(lián)劑。近年來(lái),合成低分子真空泵,J1精密增力電動(dòng)攪拌器。量、收率高的縮水甘油醚的較多,而合成高分子量,2.2實(shí)驗收率較髙,環(huán)氧值接近理論環(huán)氧值的聚乙二醇縮水首先將0.05mol分子量是1000的聚乙二醇甘油醚的較少1。為了得到收率高環(huán)氧值接近定量的環(huán)氧氯丙烷KOH、四丁基溴化銨和CH理論環(huán)氧值的聚乙二醇縮水甘油醚,筆者對聚乙二Cl2加入裝有電動(dòng)攪拌、回流冷凝管和溫度計的250醇縮水甘油醚的合成工藝進(jìn)行了研究,其中包括聚ml三口燒瓶中攪拌并在30min內加熱升溫至所乙二醇與環(huán)氧氯丙烷的配比,KOH用量,催化劑用定的反應溫度,在此溫度下繼續攪拌反應8h,過(guò)濾量,反應溫度等因素的影響,從而制備出粘合性、反除去生成的無(wú)機鹽,CH2Cl2層水洗三次,再用無(wú)水應性及耐熱性良好的聚乙二醇縮水甘油醚硫酸鈉干燥后,常壓蒸餾除去溶劑CH2C2,得到產(chǎn)物聚乙二醇縮水甘油醚。采用傅立葉紅外光譜儀測2實(shí)驗部分定聚中國煤化工紅外光譜圖。滴定2.1化學(xué)試劑和儀器法測CNMHG·作者簡(jiǎn)介:事賀敏(1978-)女,吉林吉林人,碩士研究生,主要從事有機合成和應用化學(xué)方面的研究。E- mail: lihemin( eyou. com聯(lián)系人:未紅軍(1963)男,教授,E- mail; zhuji@ snout. edu. en萬(wàn)意藜:z004-03-264精細化工中間體第35卷2.3產(chǎn)品檢測2.4正交實(shí)驗環(huán)氧氯丙烷與聚乙二醇在催化下可發(fā)生開(kāi)環(huán)加實(shí)驗表明影響反應的因素有反應溫度、原料配成反應,生成的產(chǎn)物再在堿性條件下脫除氯化氫而比、催化劑用量、KOH用量。為尋找優(yōu)惠條件,在生成縮水甘油醚。反應時(shí)間為8h條件下,以原料配比(PEG與環(huán)氧2.3.1環(huán)氧值的測定氯丙烷的摩爾比,A)、KOH用量(B)、催化劑用量聚乙二醇縮水甘油醚中主要官能團之一是環(huán)氧C)反應溫度(D)這4個(gè)因素做4因素3水平正交官能團,其含量的多少對其性質(zhì)和用途具有很大的實(shí)驗。因素水平安排表見(jiàn)表1,正交實(shí)驗方案及數影響“。本采用文獻方法對所合成產(chǎn)品的環(huán)氧據處理見(jiàn)表2。值進(jìn)行了測定,在優(yōu)惠反應PEG-1000:環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:6KOH的用量為5.8g,催化劑的用表1正交實(shí)驗因素水平表量為0.8g,溫度為55℃條件下得到的產(chǎn)品環(huán)氧值Table 1 The factor and level of orthogonal experiment為0.1732mol/100g,為理論值(0.1799mol/100Ac(g)D(℃)g)的96.3%。紅外光譜中1278cm為直鏈醚中COC的伸縮振動(dòng)帶,1241cm,841cm為環(huán)醚中C5.80.8OC的對稱(chēng)和反對稱(chēng)伸縮振動(dòng),在IR譜中的:3200-3600cm‘的弱吸收峰說(shuō)明合成的聚乙二醇縮注:PEG在實(shí)驗過(guò)程中始終取0.05mol水甘油醚中仍有少量的OH未被徹底環(huán)氧丙基化與環(huán)氧值測定結果一致。表2L3正交實(shí)驗表Table 2 Result of orthogonal experiment環(huán)氧值收率B.Ccccccccc46.3D0.15180.11940.17200.1687DI57.20.4360.380.43480.42170.43210.39260.50800.38450,2080.05200.04310.0375理論量(5.6g)略高。同時(shí)KOH用量過(guò)大不利于3結果與討論產(chǎn)物的處理,尤其是在水洗C2H2Cl2層時(shí)容易發(fā)生3.1投料配比影響乳化現象。由表2可知,投料配比對環(huán)氧值的影響比較大。3.3催化劑用量的影響環(huán)氧氯內烷過(guò)量有利于提高產(chǎn)物的環(huán)氧值。當兩者由表2可知隨著(zhù)催化劑的用量的增加,反應產(chǎn)的物質(zhì)的量比僅是理論摩爾比1:2時(shí),產(chǎn)品的環(huán)氧物的當催化劑的用量超過(guò)1.0g時(shí)值與理論環(huán)氧值(0.1799mol/100g)相差很多,但反應中國煤化工顯,因此催化劑用當所投料物質(zhì)的量比定為1:6時(shí)產(chǎn)品的環(huán)氧值與量為CNMHG理論環(huán)氧值接近3.4反應溫度的影響反應溫度對最終產(chǎn)物的收率3.2KOH用量的影響和環(huán)氧值會(huì )產(chǎn)生一定的影響,通過(guò)止交實(shí)驗可知,在由表2可知KOH用量為5.8g為佳,該值比定的溫度范圍內(30~55℃),溫度低,反應不完第2期李賀敏,等;聚乙二醇縮水甘油醚的合成47全,環(huán)氧值低。反應溫度控制在55℃左右時(shí)得到的產(chǎn)物的環(huán)氧值與理論值接近。參考文獻:3.5極差分析根據極差大小,可以判斷各因素對環(huán)氧值及收[1]原敏夫(日),利用環(huán)氧樹(shù)脂從聚谷氨酸合成吸水樹(shù)脂[J特率的影響程度。從表2可以看出,影響因素的主次開(kāi)平11-343339關(guān)系為:A>B>C>D。較優(yōu)的條件為A3B1C2D3。[2]張新民,游慶紅,徐虹,等.生物可降解型聚谷氨酸高吸水樹(shù)脂的制備[J.高分子材料科學(xué)與T程,2003(2):203~205即PEG10.環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:6,KOH的【3]樂(lè )道進(jìn),二甘醇二縮水甘油醚的合成與應用[門(mén)].潮北化T用量為58g,催化劑的用量為08g溫度為55℃。1994(1):19~21按優(yōu)化條件做3次平行實(shí)驗,環(huán)氧值(mol/100g)分[4] Gu Xue-Ping, Ikeda isac, Okahara Mitsuo. Synthesis of Gly別為0.1730、0.1730、0.1732,收率(%)分別為62col diglycidyl ethers using phase-transfer catalysis]. Synthe-3、63.2、62.4。重現性較好。sis,1985(6):649~651[5]李萬(wàn)利,林建,顏明發(fā),等雙酚A型壞氧樹(shù)脂涂料的分離4結論及表征[]、化學(xué)世界,2002(1):574~575[6]楊東潔.雙酚A低分子環(huán)氧樹(shù)脂的合成T藝研究[.四川師制備聚乙二醇縮水甘油醚,通過(guò)正交實(shí)驗獲得范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2001(2):171~173反應優(yōu)惠條件,當取0.05mol聚乙二醇,反應溫度[7]廖維林,黃俐研崔國娣等.芳香二胺的四縮水甘油醚樹(shù)脂的55℃,聚乙二醇與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:6,KOH濕熱穩定性研究[].江西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1994(4):312~315用量為5.8g,催化劑用量為0.8g時(shí),反應8h在[8]荊煦瑛陳式棣,么思云,紅外光譜實(shí)用指南[M].大津:科學(xué)此條件下得到的聚乙二醇縮水甘油醚環(huán)氧值接近理技術(shù)出版社,1992,37~38論環(huán)氧值,收率為62.5%。(上接第31頁(yè))各種影響,可得到其水解的優(yōu)惠工藝條件是:采用堿HNMR(CDCl0.84(6H,s),1.18(2H,m),1.36性水解即反應物和苛性鈉的量的比為1:5,溶劑為(4H,q,J=12.5Hz),1.75(4H,m,H=11.4Hz)乙二醇和水,其量的比為(1:10),反應溫度為15092(2H,s),8.29(3H,s),紅外(IR)見(jiàn)圖2℃,反應時(shí)間為12h,所得的鹽酸美金剛的收率為92.5%產(chǎn)品純度為99.5%熔點(diǎn)為290~295℃,產(chǎn)品的色澤較好。參考文獻[1] Forst H. clinical issues in current drug therapy for dementiaU. Alzheimer Dis Assoc Disord, 2000, 14(1): 103-108圖2鹽酸美金剛胺的紅外譜圖[2] Gortelmeyer R: Erbler H. Memantine in the treatment ofFig 2 IR-spectrum of memantine hydrchloridemild to moderate demetia syndrome: a doubleblind placebo-controlled study]. Arzneim Forsch, 1992, 42:904-913綜合以上分析結果和各種物理常數,證實(shí)所水[3]段行信實(shí)用精細有機合成手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社解得到的產(chǎn)物與預期化合物結構一致。2002.173~178[4] Jack M; Eriles K Adamantan Secodary Amines[ P]. US:3結論391142,1968-07-02.[5] Gerzon K, Krumarkalns V. Brindle F, et aL. The adamantly1—乙酰胺基-3,5-二甲基金剛烷的水解反應,YH中國煤化工 mic N-arylsulfonyl-N因受其空間位阻較大以及所取代的集團皆為推電子CNMHG6(6):760~763集團的影響,其水解的反應條件相對較苛刻。綜合