磷钨酸催化合成水杨酸正丁酯的研究.pdfVIP

维普资讯 第25卷第6期 长春师范学院学报(自然科学版) 20O6年 12月 ． 25 N0．6 JoumalofClm~hunNormalUniversity{NaturalSdenee) Dee2006 磷钨酸催化合成水杨酸正丁酯的研究 赵 仑，唐 栋，、刘建平 (长春师范学院化学学院，吉林长春 130032) [摘 要】以环境友好试剂磷钨酸为催化荆对其催化合成水杨酸正丁酯的反应进行了研究，利用正交 实验法得出了该反应的最优化条件，即醇酸摩尔比为2：1，催化荆用量为酸质量的7％；反应时问为 4h。酯产率可达80．5％。实验表明该催化剂催化活性高。选择性好，对设备无腐蚀，是一种环境友好 的催化剂。 [关键词]磷钨酸；催化剂；水杨酸正丁酯；正交实验法 [中图分类号】0657 [文献标识码】A [文章编号】1008—178x(2006)o6一(X~4-03 水杨酸正丁酯是一种重要的有机化工原料，有清香味，是我国允许使用的食用香料…。目前工业上采 用浓硫酸作催化剂来合成，但此方法选择性差，副反应多，产品色泽差，而且催化剂对设备腐蚀严重，三废 处理困难刘。随着环保意识的增强，人们在开发对环境友好高效的催化剂方面做了大量的研究工作 。本文 采用磷钨酸做催化剂，它对酯化反应具有很高的催化活性和选择性，而且用量少，对设备无腐蚀，对环境无 污染，同时不引起副反应，可以重复使用，常用于制备高品位的酯4【]。一般对最佳酯化反应条件的研究均采 用单因素试验法，它不考虑不同因素之间的交互效应5【】。而此次采用的正交试验法不仅可以反应各因素之间 的交互效应。而且试验次数较少，即可找到优化条件 J。 l 实验部分 1．1 主要试剂。正丁醇 (分析纯)，水杨酸 (分析纯)，磷钨酸 (分析纯)，无水碳酸钠 (分析纯)，氯化钠 (分析纯)，无水硫酸镁 (分析纯)。 1．2 主要仪器。NICOLET一380红外光谱仪，WC—I显微熔点测定仪，DZTW型电子调温电热套，WT_S—I 型阿贝折光仪，比重计，有机合成成套仪器 (玻璃仪器为标准磨口)。 I．3 酯的合成。在三口烧瓶中加人一定摩尔比的水杨酸、正丁醇和一定量的催化剂，并装上回流冷凝管、 温度计和分水器，电热套加热回流，反应温度控制在 110～130~C，当无水分出时停止加热，冷却体系。待冷 却后用 lmol／L的Na~C03溶液中和，饱和食盐水洗至中性。分出的酯层用无水 嘞 干燥后转移到烧瓶中蒸 馏，收集 117 119℃的馏分。通过阿贝折光仪测定折光率，并计算产率。 2 结果与讨论 2．1催化剂用量对酸转化率的影响。投料量和反应条件不变，改变催化剂用量对酸转化率的影响，见 (图 I)。从图1可见，当催化剂用量达到酸质量的7％时，转化率的增加趋于平缓。其原因是：催化剂用量少 时，体系可以提供的活性中心数 目不够，反应速度较慢；催化剂用量到达一定程度，量的继续增加已经不能 明显提高反应速度；同时多孔性的催化剂对产物有一定吸附作用，在分离时会造成一定损失 J。综合以上因 素。选取催化剂用量为酸投料质量的7％。 2．2 反应温度的选择。该反应的反应温度和反应液的组分有关，是一个动态点，在其他条件确定后，体系 的回流温度保持在 1lO～13o℃。 [收稿日期】2OO6—09—19 [作者简介】赵 仑 (1975一)，男，青海西宁人，长春师范学院化学学院讲师，硕士，从事有机化学教学与研兜。 - 44 · 维普资讯 80 ／ ● 蠢7o ． 60 50 3 4 5 G 7 8 9 10