富马酸二甲酯的制备.doc

富马酸二甲酯的制备 指导老师 王前明老师 一、摘要: 富马酸二甲酯是一种较为新型的防霉保鲜剂，,其应用 pH 值范围较广(为 3～8) ,可在酸性或中性条件下使用 ,能抑制 30 多种霉菌。这是一种具有高效、低毒、广谱杀菌 ,且成本低、价格便宜的防腐防霉剂 ,发展前景广阔。2000mg/kg，是低毒性化合物。 本实验，在对前人的研究对比一些改进试验 ,选择了混合催化剂作为催化剂，提高了富马酸合成的产率 ,缩短了反应时间，从而达到提高总产率的目的。与甲醇在混合催化剂的作用下，一步合成了富马酸二甲酯。三氯化铁. 5 g ,浓硫酸 ml ,浓磷酸 .0ml ,硫脲 1.0 g ,溴化钠 .0g ,马来酸酐 4 g 及甲醇 ,回流反应h ,产率达% , 为最佳酯化反应条件。该法具有操作简便、反应时间短的特点。 关键词富马酸二甲酯甲醇混合催化剂对比了各种方法的优缺点，从实验室条件出发,指出合成富马酸二甲酯用时较少，效率较高的方法。富马酸二甲酯为由甲醇与富马酸或顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酯化而成 ,简称富马酯(DMF) ,学名反丁烯二甲酯 、别名延胡索酸二甲酯 ,结构式 ( :CHCOOCH3) 2 ,分子式 C6H8O4 ,是无色或白色鳞片晶体 ,熔点 102～105 ,常温会升华 ,无味 ,略具酯的香味 ,易溶于氯仿、醇、丙酮、乙酸乙酯 ,可溶于苯、甲苯、CCl4 ,微溶于水及热水中 ,对光稳定 ,在紫外线及阳光下 72 h 基本无变化 ,110 热 1 h 不分解 ,对热、碱、盐也有一定的稳定性。但其水溶液对热的酸、碱稳定性较差 ,对氧化剂、还原剂、蛋白质、纤维、脂肪、糖等有好的稳定性 ,对金属无腐蚀性 ,其水溶液 pH 值为 6. 7～7. 3 ,所以 DMF 性质稳定[1]。 本从催化剂的选择出发，对富马酸二甲酯的合成进行研究，使顺丁烯二酸酐与甲醇在混合催化剂的作用下，合成了富马酸二甲酯,取得了反应时间短、产率高，且一步完成反应的新工艺。 四、实验仪器 调速搅拌器三口瓶、蒸馏装置、抽滤瓶、布氏漏斗顺丁烯二酸酐甲醇（AR）、三氯化铁（AR）、浓磷酸（AR）、浓盐酸（AR）、浓硫酸（AR）、硫脲（AR）、溴化钠（AR）、冰水。 抽滤装置 七、实验内容与步骤 （1）在带有回流装置的三口瓶中加入顺丁烯二酸酐4g与甲醇 10ml,按比例分别加三氯化铁、浓磷酸、浓盐酸、浓硫酸和混合催化剂（三氯化铁0.5g, 浓硫酸1.0ml, 浓磷酸2.0ml, 硫脲1.0g 溴化钠1.0g）加热回流反应1.5h, 待反应结束后 ,将反应物转移至蒸馏装置中 ,蒸出过量的甲醇 ,剩余物倒入烧杯中,搅拌,将 5 倍于剩余物的冰水加入烧杯中 ,外部用冰水冷却至 5 左右 ,继续搅拌结晶 ,待结晶完全后抽滤分离出结晶 经洗涤、重结晶和干燥得到纯品 DMF。以为原料，采用混合催化剂，一步法合成富马酸二甲酯，得出的最佳工艺条件马来酸酐甲醇催化剂用量是浓硫酸.0 mL、浓磷酸2.0、三氯化铁.0g、硫脲1.0 g、溴化钠1.0 g回流时间为1.5 h时产率最高, 为 %。这一工艺既无特殊的设备要求, 也无严重的设备腐蚀步骤少而简单, 甲醇的用量低, 反应时间短, 产品得率高, 因此易于实现工业化生产。 3．浓硫酸必须缓慢加入，并进行搅拌，避免局部过热； 4．认真操作，注意力要集中，仔细观察，如实记录实验现象和数据，注意安全，保持整洁。 5、硫酸作催化剂时会发生副反应。甲醇与浓硫酸反应，首先生成硫酸氢甲脂，再经减压蒸馏生成硫酸二甲脂。 6、重结晶时应注意：正确选择溶剂；通常在锥形瓶中进行重结晶；静置等待结晶时，必须使过滤溶液慢慢地冷却；有机液体作溶剂时，应考虑溶剂的回收；脱色（加活性炭煮沸脱色，过滤时采用双层滤纸）。 十、参考文献 [1] 石辉文,蔡峰??富马酸二甲酯的合成?《应用化工2003, 32 (4 ):36-37. [2] 俞善信,俞冠源. 由马来酸酐合成富马酸二甲酯的研究. 湖南师范大学自然科学学报,1994 ,17(3) :31～35苏秋芳,陈少华,刘炳全等. 富马酸二甲酯的合成工艺研究. 现代化工,1998 ,18(7) :45 俞善信,欧植泽,李善吉. 富马酸二甲酯的合成. 湖南师范大学自然科学学报,1997 ,20(3) :45～48 催 化 剂 量 小 组