甲基磺酸錳催化合成丁醛縮乙二醇

化學(xué)工程師m162No03Chemical Engineer2009年第3期文章編號:1002-1124(200903-0009-02甲基磺酸錳催化合成丁醛縮乙二醇瞿文明張海軍2(1南通醋酸纖維有限公司江蘇南通226008:2南通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院江蘇南通226007摘要:以碳酸錳為原料制備甲基磺酸錳,并用甲基磺酸錳為催化劑,以丁醛和乙二醇為原料合成了丁醛縮乙二醇。該反應的較佳反應條件是n二鵬為1:2,甲基磺酸錳用量為125g,環(huán)己烷(帶水劑)12mL(丁醛用量為01mol時(shí))回流15h,丁醛縮乙二醇的收率達827%。關(guān)鍵詞:香料丁醛縮乙二醇甲基磺酸錳催化合成中圖分類(lèi)號:TQ65I文獻標識碼: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縮醛類(lèi)化合物是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型食用atar-370FT-IR紅外光譜儀和日用香料,丁醛縮乙二醇就屬該類(lèi)化合物,它具1.2甲基磺酸錳的制備有新鮮的果香香氣、蘋(píng)果香韻,常用于酒類(lèi)、軟飲稱(chēng)取192g的甲基磺酸,在振蕩下分批慢慢加料、化妝品等的調香和定香?？s醛類(lèi)化合物可在質(zhì)入到盛有20mL蒸餾水的250mL圓底燒瓶中,再子酸某些金屬鹽類(lèi)、固體超強酸等作用下由相應在振蕩下分批加入115g碳酸錳攪拌加熱回流1h的醛和醇反應制得2。但以上幾種方法存在著(zhù)污染后,趁熱過(guò)濾濃縮濾液冷卻后結晶,過(guò)濾。固體于嚴重、腐蝕設備、催化劑價(jià)格高、后處理復雜、產(chǎn)品真空干燥箱中100℃下干燥4h,得甲基磺酸錳晶純度和收率不高等缺點(diǎn)。體甲基磺酸鹽能溶于醛酮與二元醇組成的混合1.3丁醛縮乙二醇的制備液中,遇水不水解,是一種環(huán)境友好的 Lewis酸催化在100mL燒瓶中加入一定量丁醛、乙二醇、帶劑作者用甲基磺酸與碳酸錳反應制得甲基磺酸水劑環(huán)已烷和甲基磺酸錳,裝上分水器和回流冷凝錳4,并用于催化合成丁醛縮乙二醇實(shí)驗效果良管油浴加熱攪拌回流一定時(shí)間。冷卻依次用飽好。和食鹽水和蒸餾水洗滌,用無(wú)水硫酸鎂干燥后蒸餾,收集130-135℃餾分,得無(wú)色透明液體產(chǎn)品,稱(chēng)1實(shí)驗部分重計算產(chǎn)率。11試劑和儀器碳酸錳甲基磺酸、丁醛、乙二醇和環(huán)已烷均為2結果與討論分析純21丁醛縮乙二醇的分析磁力攪拌器;WZS-1型阿貝折射儀;A-aTYH中國煤化工率和紅外光譜,CNMHG收稿日期:2008-12-15基金項目:南通大學(xué)自然科學(xué)基金資助項日(6Z024)作者簡(jiǎn)介:瞿文明(1963-),男,工程師工程碩士從事化工技術(shù)工作瞿文明等:甲基磺酸錳催化合成西醛縮乙二醇200年第3期選擇以上較佳反應條件,考察回流時(shí)間對產(chǎn)品收率的影響結果見(jiàn)表3。表3回流時(shí)間對縮醛收率的影響Tab 3 Effect of back flow time to acetal yield反應時(shí)間h051152收率%52.575.6803798圖1丁醛縮乙二醇的紅外光譜圖隨著(zhù)回流時(shí)間的延長(cháng),產(chǎn)品收率不斷增加,當Fig. 1 IR spectrum of butyraldehyde glycol acetal回流15h時(shí),產(chǎn)品收率達最大值,故該反應的較佳合成產(chǎn)品在11463cm1和11.:5cm1處有反應回流時(shí)間應控制為1h兩個(gè)C-O對稱(chēng)和不對稱(chēng)伸縮振動(dòng)特征峰,以上結果25帶水劑用量對縮醛收率的影響與丁醛縮乙二醇的結構2相符。選擇以上較佳反應條件,考察帶水劑環(huán)己烷的2.2醛醇摩爾比對縮醛收率的影響用量對產(chǎn)品收率的影響,實(shí)驗結果見(jiàn)表4固定丁醛用量0mo、甲基磺酸錳用量1g、帶表4帶水劑用量對縮醛收率的影響水劑環(huán)已烷10mL反應時(shí)間1h,改變乙二醇的用Tab. 4 Effect of carrying water agent amount to acetal yield量,按1.3實(shí)驗步驟反應,考察乙二醇用量對產(chǎn)品收帶水劑用量/mL81012收率%73.780.3827760率的影響,結果見(jiàn)表1。表1丁醛、乙二醇的摩爾比對縮醛收率的影響帶水劑的用量直接影響帶水效果和反應溫度,Tt.1 Effect of mole ratio of butanal and glycol to acetal vield帶水劑用量少時(shí),反應生成的水不能從反應體系中如:1:11:151:21:251:3移除,帶水劑用量太多時(shí),反應物濃度會(huì )下降,同時(shí)收率%52365815687633反應體系的溫度也會(huì )因低沸點(diǎn)化合物的存在而降由表1可知,乙二醇用量增加,丁醛縮乙二醇低,產(chǎn)品收率下降。由表4可知,帶水劑的較佳用量的收率逐漸提高,當醛醇物質(zhì)的量比為1:2時(shí),產(chǎn)為12mnLo品收率最高為715%,再增加乙二醇用量,產(chǎn)品收率反而下降可能是丁醛濃度降低的原因。所以醛醇3結論物質(zhì)的量比為1:2最優(yōu)用甲基磺酸錳制備丁醛縮乙二醇,其催化活性23催化劑用量對縮醛收率的影響高,無(wú)污染,是一種高效、環(huán)境友好的縮醛合成催化選擇以上較佳反應條件,考察甲基磺酸錳用量劑具有較高的工業(yè)應用價(jià)值。對產(chǎn)品收率的影響結果見(jiàn)表2。甲基磺酸錳催化合成丁醛縮乙二醇的較佳反表2催化劑用量對縮醛收率的影響應條件是:n:n記三游為1:2,甲基磺酸錳的用Tab. 2 Efect of catalyst amount to acetal yield催化劑用量/g0.7525量為125g環(huán)己烷12mL(丁醛用量為01ml時(shí))收率%624715756759753回流1.5h,丁醛縮乙二醇的收率達827%實(shí)驗結果表明,作為 Lewis酸,甲基磺酸錳對縮醛反應有較好的催化效果。當催化劑用量為1.25g(1NH勃拉圖斯著(zhù)劉樹(shù)文譯香料化學(xué)M]北京輕工業(yè)出版杜,時(shí),產(chǎn)品收率達756%,再增加催化劑的用量,產(chǎn)品收率變化不大。所以,該反應中催化劑的較佳用量2]楊水金夏佳白愛(ài)民稀有金屬20028(4266為125g[3]張海軍[門(mén)日用化學(xué)工業(yè),200737(5):348-350.24回流時(shí)間對縮醛收率的影響[4]張成,姜恒宮紅等[門(mén)中國錳業(yè),2004,22(4)31-34.中國煤化工CNMHG