氯化錫催化合成苯甲醛乙二醇縮醛

化學(xué)與黏合2012年第34卷第6期CHEMISTRY AND ADHESION氯化錫催化合成苯甲醛乙二醇縮醛王俏1,張玉琦1,魏清波1,劉勇2(1延安大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院陜西延安716000;2延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西延安716000)摘要:以環(huán)境友好試劑氯化錫為催化劑,對苯甲醛與乙二醇的縮合反應進(jìn)行了研究,考察了該綠色催化劑的用量、醛醇摩爾比、帶水劑等因素對苯甲醛乙二醇縮醛收率的影響。實(shí)驗結果表明,氯化錫有較好的催化活性。在回流條件下,催化劑用量約占醛用量的283%質(zhì)量分數醛醇物質(zhì)的量的比為1:1.5,帶水劑環(huán)己烷的用量為5mL時(shí),反應90min,苯甲醛與乙二醇縮醛收率達773%。關(guān)鍵詞:甲醛乙二醇縮醛;氯化錫;催化;縮醛化中圖分類(lèi)號:TQ42694文獻標識碼:A文章編號:1001-0017(2012)06-0045-03Synthesis of Benzaldehyde Ethylene Acetal Catalyzed by SnCL4 5H,0ANG Qiao, ZHANG Yu-qi, WEI Qing-bo'and LIU Yong(1. College of Chemistry and Chemical Engineering. Yan'an University, Yan'an 716000, China; 2. Yan'an Institute of Vocational Technology, Yan'an716000. ChinaAbstract: The condensation reaction of benzaldehyde and ethylene glycol was studied in the presence of a new environmentally friendly catalystSnCL. 5H.0. The obtained results indicated that SnCL 5HO possessed a fairly high catalytic activity for this acetalization reaction. The effects on theyield of benzaldehyde ethylene acetal were discussed, such as the catalyst amount, molar ratio of benzaldehyde to ethylene glycol and water carryingagent. The optimum conditions were obtained as follows: the molar ratio of benzaldehyde to ethylene glycol was 1: 1.5, the mass fraction of catalyst was2.83% of benzaldehyde, the water carrying agent cyclohexane was 5mL and the reaction time was 90min. Under the above conditions, the yield ofbenzaldehyde ethylene acetal was up to 77.3%Key words: Benzaldehyde ethylene acetal; SnCl 5H-O; catalyst; acetalation得到了滿(mǎn)意的結果。前言實(shí)驗部分縮醛是在食品和日用香精中廣泛應用的新型香料,也常用于有機合成中作為羰基保護劑或中間1.1主要試劑及儀器體還可用作溶劑。苯甲醛乙二醇縮醛有蘋(píng)果香味,苯甲醛(分析純);乙二醇(分析純);氯化錫可用于多種日化香精配方。其傳統的合成方法是在SnCl45HO,化學(xué)純);環(huán)己烷(化學(xué)純);氯化鈉(分無(wú)機酸催化下由苯甲醛與乙二醇合成,但該法存在析純)。副反應多、產(chǎn)品純度不高、設備腐蝕嚴重、后處理中J1500型精密電子天秤(常熟雙杰測試儀器含有大量的酸性廢水易造成環(huán)境污染等缺點(diǎn)。隨著(zhù)廠(chǎng)),WZS-I阿貝折射儀(上海)。生活水平的提高,人們對香精和食品的質(zhì)量以及環(huán)12實(shí)驗方法境保護提出了越來(lái)越高的要求。因此研究和開(kāi)發(fā)合在250mL三頸燒瓶中,加入一定比例的苯甲成縮醛酮)的新方法具有一定的意義受到學(xué)者們的醛、乙二醇、催化劑(SnCl45HO)和帶水劑(環(huán)已烷)普遍關(guān)注和重視。目前使用較多的合成方法是在無(wú),裝上分水器和回流冷凝管加熱回流。待分水器中機鹽、雜多酸、固體超強酸、離子交換樹(shù)脂、分子篩、不再有水分出為止4。反應結束后,靜置冷卻,然后單質(zhì)碘等16催化下由苯甲醛與乙二醇經(jīng)縮合合成。合并分水器中的有機層和反應液,用飽和氯化鈉水本文探討了以無(wú)毒、無(wú)腐蝕易處理的路易斯酸溶液洗滌兩次(每次用量約與有機層體積相當,再SnCl4·5H2O為催化劑催化合成苯甲醛乙二醇縮醛,用無(wú)水MgS中國煤化工220℃~228℃CNMHG收稿日期:201205-作者簡(jiǎn)介:王俏(1964),女陜西子洲人,教授,主要研究方向為有機合成及高分子合成。E-mail:giaowang9981@yahoo.com.cn王俏等,化錫催化合成苯甲醛乙二醇縮醛Vol.34,No.6,2012的餾份,稱(chēng)量計算收率測定其折光率。24帶水劑用量對收率的影響采用最佳醛醇物質(zhì)的量比催化劑質(zhì)量分數和2結果與討論反應時(shí)間,改變環(huán)已烷用量,實(shí)驗結果見(jiàn)表4表4帶水劑用量對縮醛收率的影響21醛醇物質(zhì)的量比對縮醛收率的影響Table 4 The effect of the water carrying agent on the yield實(shí)驗固定苯甲醛為015mol,催化劑用量為環(huán)已烷用量/mL0.lg,加入8mL環(huán)已烷作帶水劑,改變乙二醇的用10收率%75.773.4量,回流反應60min?？疾觳煌┐寄柋葘Ξa(chǎn)品收率的影響,實(shí)驗結果見(jiàn)表1。由表4可見(jiàn),環(huán)己烷用量對縮醛的收率也有一表1醛醇摩爾比對縮醛收率的影響定的影響,環(huán)己烷用量為5mL時(shí)收率最高。若環(huán)己Table 1 The effect of the molar ratio of benzaldehyde to烷用量過(guò)少,起不到較好的帶水效果;過(guò)多則會(huì )降ethylene glycol on the yield低反應體系的回流溫度,收率反而下降。故帶水劑環(huán)已烷的用量以5mL為宜。醛醇摩爾比1:1.5l:1.6l:1收率‰%25在最佳條件下的重復實(shí)驗63.067664.163.6以上實(shí)驗得到較佳實(shí)驗條件為苯甲醛0.15mo,由表1可見(jiàn),乙二醇用量對收率的影響顯著(zhù),乙二醇0.23mol,氯化錫(SnCl4·5H2O)0.45g,環(huán)己烷增大乙二醇用量有利于收率的提高。但當醛醇物質(zhì)5mL,反應時(shí)間90mn,在以上較佳實(shí)驗條件下做3的量比達到1:1.5以后,收率反而有所下降,這可次平行實(shí)驗,考察最佳實(shí)驗條件下實(shí)驗結果的穩定能是由于過(guò)量的乙二醇在催化劑存在下分子間脫性結果見(jiàn)表5水生成二氧六環(huán)副產(chǎn)物的緣故。因此最佳醛醇物表5在較佳實(shí)驗條件下的重復實(shí)驗質(zhì)的量比為1:1.5。Table 5 The repetition experiment result under the optimum22催化劑用量對產(chǎn)物收率的影響conditions選定醛醇物質(zhì)的量比為1:1.5,其余條件同實(shí)驗次數上,改變催化劑用量,實(shí)驗結果見(jiàn)表2。收率%7731%77.14%76.94%表2催化劑用量對縮醛收率的影響由表5表可見(jiàn),在較佳實(shí)驗條件下的重復實(shí)驗Table 2 The effect of the amount of catalyst on the yield穩定性良好。催化劑用量/g收率隔%66631723012.6產(chǎn)品的分析鑒定由表2可見(jiàn),僅用少量催化劑就可獲得較高收率,且隨著(zhù)SnC4·5H2O用量增加,縮醛收率提高。當本實(shí)驗制得的苯甲醛乙二醇縮醛,為無(wú)色透催化劑用量為045g時(shí)具有最佳的催化效果,此時(shí)明液體,具有新鮮的果香香氣,并有淡雅的蘋(píng)果香催化劑約占苯甲醛用量的2.3%(質(zhì)量分數)。因韻。測得其折射率為1.5270文獻2=1.5268)與文獻此合適的催化劑用量為苯甲醛用量的283%(質(zhì)量值相符分數)。23反應時(shí)間對產(chǎn)物收率的影響3結論催化劑取045g,其余條件同22,改變反應時(shí)間,實(shí)驗結果見(jiàn)表3。(1)以SnCl45H2O為催化劑合成苯甲醛乙二醇表3反應時(shí)間對縮醛收率的影響縮醛的較佳條件為:苯甲醛取0.15mo,醛醇物質(zhì)的Table 3 The effect of reaction time on the yield量比為1:1.5,催化劑占所用苯甲醛的質(zhì)量分數為反應時(shí)間/min283%,帶水劑環(huán)己烷的用量為5mL,反應90min苯收率/%737427351甲醛乙二醇縮醛收率可達73%°1二醇縮醛具有之增加但超過(guò)9m后變化不大到12時(shí)△成某田琳由表3可知,隨反應時(shí)間的增加,縮醛收率隨(2)Sr中國煤化工甲醛乙二醇縮醛收率較CNMHG流程簡(jiǎn)單。因量明顯下降,這可能是發(fā)生的副反應增加造成的,此,snCk·5H0是合成苯甲醛乙二醇縮醛的優(yōu)良催故綜合考慮反應時(shí)間以90min為宜。(下轉第70頁(yè))70王露潯等,油品氧化睨硫機理研究進(jìn)展Vol.34,No.6,2012HIRAl, et al. 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