缩酯反应条件以及设备

缩酯反应条件以及设备
1余志刚等⽤催化剂催化剂DMAP(4,⼆甲氨基吡啶)与DCC
反应速度快,反应温度低,收率⾼。DMAP在DCC(⼆环⼰基碳⼆亚胺)存在时可以催化位阻较⼤的酸和醇的酯化反应。
150ML圆底烧瓶中,加⼊蒽醌2.8422g,约为0.01摩尔,
DMAP⽤量0.1g,3%,DCC与反应物摩尔⽐为1:1,也⽤0.01摩尔,加热,控制温度计温度缓慢上升,搅拌,冷凝回流。若有沉淀⽣成,则抽滤,滤液⽤20%Na2CO3洗三次,再⽤饱和氯化钠洗⾄中性,⽤⽆⽔硫酸镁⼲燥,蒸去溶剂,得到成品。
浓硫酸不会氧化羰基,会断链
2徐⾦光等⼈将蒽醌与三氯化磷⼀并放⼊装有搅拌器,温度计,冷凝器( 带有⼲燥管和⽓体吸收装置) 的250mL 的三颈瓶中,。开动电动搅拌器,⽤油浴缓慢加热,,内容物有沸腾,缓慢升温⾄130℃,维持2h。稍冷后在搅拌下,将反应物倒⼊
150mL,5 %NaHCO3⽔溶液中,冷却有⼤量⽩⾊固体沉淀,过滤⼲燥,得粗品g,⽤⼄醇重结晶后,得
菱形结晶,抽滤,⽤少量冷醇洗涤,⼲燥得产品,其质量为g。⽤显微熔点测定仪测定产品的熔点为mp:℃( ⽂献值mp: 69 ~
71℃) ,收率为%。
socl3将蒽醌与PPA(多聚磷酸)⼀并放⼊装有搅拌器,温度计,冷凝器的250mL的三颈瓶中,。开动电动搅拌器,⽤油浴缓慢加热,内容物
有沸腾,缓慢升温⾄130℃,维持2h。稍冷后在搅拌下,将反应物倒⼊150mL,5%NaHCO3⽔溶液中,冷却有⼤量浅红⾊固体沉淀,过滤⼲燥,得粗品g,⽤⼄醇重结晶后,得⽩⾊菱形结晶,抽滤,⽤少量冷醇洗涤,⼲燥得产品,其质量为g。⽤显微熔点测定仪测定产品的熔点为mp:℃ ( ⽂献值mp: 69 ~ 71℃) ,收率为%。
4 黄亮研究了采⽤苯甲酸和苯酚为原料, 以浓硫酸和硼酸为催化剂的新型直接合成⽅法, 其反应式如下:该法国内尚未见研究报道。通过实验, 发现该⽅法不仅酯化效率⾼, ⽆环境污染, ⽽且具有⽣产⼯艺简单, 产品质量好等优点。
在配有电热套、温度计和分⽔器的三颈瓶中加⼊蒽醌、浓硫酸、硼酸和甲苯, 甲苯为带⽔剂。加热回流分⽔, 反应时间8 ⼩时。反应结束后冷却⾄室温, 加⼊5% 的氢氧化钠或10% 的碳酸钠, 充分搅拌⾄pH= 9, 分出有机层, ⽤饱和⾷盐⽔洗涤⾄pH= 7, ⽤⽓相⾊谱仪对产品进⾏分析。
经实验得知, 直接法合成苯甲酸苯酯的最优酯化条件为: 酚酸摩尔⽐1. 2: 1, 反应温度135 e ) 136 e , 催化剂浓硫酸⽤量5% ; 加料⽅法和顺序为: 先将蒽醌、硼酸、甲苯按顺序依次加⼊到反应瓶中, 加热⾄熔融, 冷却⾄50 e , 加⼊浓硫酸, 边加⼊边摇动, 混合均匀, 加热回流反应8 ⼩时。
Q1:⼄酸与苯酚能否发⽣反应?
参考答案:⼄酸与苯酚可以发⽣反应。
Q2:如果⼄酸与苯酚可以发⽣反应,发⽣的是什么类型的化学反应?产物是什么?
参考答案:⼄酸与苯酚发⽣的是酯化反应,产物是⼄酸苯酯。
Q3:如果⼄酸与苯酚可以发⽣反应,反应条件和反应机理是什么?
参考答案:黎良枝等⼈在2010年第7期的《化学教学》中的“吡啶丙基磺酸离⼦液体催化⼄酸与苯酚反应的研究”⼀⽂中指出,吡啶磺酸类离⼦液体具有很⾼的催化活性,当⼄酸与苯酚物质的量为1∶1.1时,在120~130℃下反应6 h,直接合成了⼄酸苯酯,产率分别为
88.1%。从⽽证明了酚羟基可以在吡啶丙基磺酸离⼦液体催化条件下发⽣酯化反应。反应⽅
电子灯丝程式如下所⽰:
补充资料:
⼄酸苯酯,分⼦式为C8H8O2,分⼦结构为,⽆⾊液体,可燃,有毒,具刺激性。沸点195.7℃,能与⼄醇、⼄醚、氯仿和⼄酸混溶,微溶于⽔。英⽂名称为acetic acid, phenyl ester等。主要⽤作溶剂和有机药物合成的中间体。摄⼊、吸⼊或经⽪肤吸收⼄酸苯酯后对⾝体有害。⼄酸苯酯遇明⽕、⾼热可燃。若遇⾼热,容器内压增⼤,有开裂和爆炸的危险。
其他合成“⼄酸苯酯”的⽅法包括:
苯酚钠与⼄酸酐反应。将苯酚加⼊15%的氢氧化钠溶液中,搅拌溶解配制成酚钠溶液,加⼊⼄酸酐,于30℃~40℃反应。所
得的反应产物依次⽤⽔、5%氢氧化钠溶液、⽔洗涤,经氯化钙⼲燥后,蒸馏⽽得成品。此法所需的反应时间很短。本⽅法存在设备腐蚀严重和设备利⽤率低等缺点。考虑⼀下
苯酚和⼄酸酐反应。将苯酚和⼄酸酐⼀起加热⾄沸,回流3 h,冷却后依次进⾏⽔洗、碱洗、⽔洗,经⽆⽔硫酸钠⼲燥后,蒸馏收集190℃~195℃馏分为⼄酸苯酯。反应物之⼀的⼄酸酐有刺激性⽓味,其蒸⽓为催泪毒⽓,属低毒类化学品。
苯酚与⼄酰氯反应。在装有电动搅拌器、回流冷凝器(⼲燥管和⽓体吸收装置)、温度计的四⼝反应烧瓶中,依次加⼊环⼰烷和苯酚,再逐滴加⼊⼄酰氯,控制反应温度20℃,强烈搅拌下反应5 h,直到冷凝器出⼝处⽆氯化氢⽓体溢出时,反应到达终点。常压下蒸出过量的⼄酰氯和溶剂环⼰烷,收集194~196℃的馏分,得到⼄酸苯酯。【常瑜等.药物中间体⼄酸苯酯的合成[J].化⼯⽣产与技术,2009,16(4):13~14】本⽅法具有成本⾼、设备要求⾼、副产物氯化氢的腐蚀严重等缺点。
苯酚不能发⽣酯化反应,因为苯酚的羟基连在苯环上,氧原⼦和苯环有很强的共轭效应,断裂形成苯⾃由基的反应能很⾼,所以不会和醇发⽣酯化。但是苯酚具有弱酸性,即氧原⼦带有弱正电荷,可以被酸酐RCO-进攻发⽣取代反应,最后形成类似于酯类化合物的结构,这⼀反应被⼴泛⽤来制备酚醛树脂。
如果⾮要反应⽣成酚酯的话
只可以使⽤苯酚和你要发⽣酯化反应的羧酸的酸酐或酰氯在浓硫酸的催化下才能反应
酚与醇不同,它与有机羧酸直接酯化⽣成酯的平衡常数⾮常⼩,⽽且苯酚的羟基较醇类的羟基弱⼀些,容易形成共轭,利⽤酚在酸(硫酸、磷酸)或碱(碳酸钾、吡啶)的催化下,与酰氯或酸酐反应
形成酯。为此,⼄酸苯酯有两条合成路线:其⼀:苯酚和氢氧化钠反应⽣成苯酚钠,由苯酚钠与⼄酐在催化剂催化作⽤下反应制备⼄酸苯酯;其⼆:⼄酸和三氯化磷或者亚硫酰氯反应⽣成⼄酰氯,苯酚钠和⼄酰氯反应就可以⽣成⼄酸苯酯。
苯酚钠与⼄酐反应合成⼯艺:将苯酚加⼊15%的氢氧化钠溶液中,搅拌溶解配制成酚钠溶液,加⼊⼄酐,于30-40℃反应。所得的反应产物依次⽤⽔、5%氢氧化钠溶液、⽔洗涤,经氯化钙⼲燥后,蒸馏⽽得成品。此法所需的反应时间很短,收率约77%。
另⼀种操作⽅法是将苯酚和⼄酐⼀起加热⾄沸,回流3h,冷却后依次进⾏⽔洗、碱洗、⽔洗,经⽆⽔硫酸钠⼲燥后,蒸馏收集190-195℃馏分,即为⼄酸苯酯。收率约83%。
酰氯制备编辑
酰氯最常⽤的制备⽅法是⽤亚硫酰氯、三氯化磷、五氯化磷与羧酸反应制得。
R-COOH + SOCl?→ R-COCl + SO?+ HCl
3R-COOH + PCl?→ 3R-COCl + H?PO?
R-C OOH + PCl5 → R-COCl + POCl?+ HCl
其中⼀般⽤亚硫酰氯,因为产物⼆氧化硫和氯化氢都是⽓体,容易分离,纯度好,产率⾼。亚硫酰氯的沸点只有79°C,稍过量的亚硫酰氯可以通过蒸馏被分离出来。⽤亚硫酰氯制备酰氯的反应可以被⼆甲基甲酰胺所催化。
也可以⽤草酰氯作氯化试剂,与羧酸反应制备酰氯:
R-COOH + ClCOCOCl → R-COCl + CO + CO?+ HCl
日志审计这个反应同样受到⼆甲基甲酰胺的催化。机理中,第⼀步是⼆甲基甲酰胺与草酰氯作⽤⽣成⼀个活性的亚胺盐中间体。油田加药装置
然后羧酸与此中间体反应,⽣成酰氯,并重新得到⼆甲基甲酰胺:
此外酰氯也可由羧酸、四氯化碳和三苯基膦发⽣Appel反应得到:
R-COOH + Ph?P + CCl?→ R-COCl + Ph?PO + CHCl?
羧酸与三聚氰氯反应也可以⽣成酰氯。
⼯业上有很多新⼯艺,如⽤氯⽓、氯某酸和⼆氯化硫反应法,还有直接⽤硫磺、氯⽓和氯某酸直接反应的,但后者反应剧烈,温度较难控制,必须通过降低通氯和冷冻⽔换热保证理想的反应温度。[1-2]
37iii
4化学反应编辑
亲核反应
t型槽铣刀
酰氯中的氯原⼦有吸电⼦效应,增强了碳的亲电性,使酰氯更容易受到亲核试剂的进攻,⽽且Cl? 也是⼀个很好的离去基团,
因此酰氯发⽣亲核酰基取代反应的活性在所有羧酸衍⽣物中最强。最简单的例⼦,便是低级酰氯遇⽔发⽣的⽔解反应:
RCOCl + H-OH → RCOOH + HCl
除此之外,酰氯还可以与氨/胺反应⽣成酰胺(氨解),与醇反应⽣成酯(醇解),与羧酸根离⼦反应⽣成酸酐等。反应中⼀般加⼊碱(如氢氧化钠、吡啶或胺)来催化反应,并吸收反应的副产物氯化氢。由于酰氯⽐相应的羧酸活性更强,⽤酰氯作原料的反应也往往产率更⾼,因此制取酰胺、酯、酸酐时也往往以酰氯为原料,⽽不是羧酸。[1-2]
有机⾦属
与格⽒试剂反应时,⼀分⼦的格⽒试剂与酰氯反应⽣成酮,然后第⼆分⼦格⽒试剂可以再将酮转化为
三级醇。与活性较低的⼆烷基铜锂和有机镉试剂反应时,反应只⽣成酮。芳⾹酰氯⼀般不如脂肪酰氯活泼。[1-2]
还原反应
还原反应:⽤催化氢化、氢化铝锂、⼆异丁基氢化铝还原时,酰氯转化为⼀级醇。⽤1mol的三(叔丁氧基)氢化铝锂还原则⽣成醛。⽤中毒的钯催化剂使酰氯发⽣催化还原时,也会⽣成醛,这个⽅法称为Rosenmund还原反应。[1-2]
取代反应
氯化铁或氯化铝等路易斯酸催化时,酰氯可以与芳⾹化合物发⽣亲电芳⾹取代反应(傅-克反应),⽣成芳⾹酮。反应的机理为:
⼀个类似的反应是Nenitzescu反应(或称Nenitshesku反应),是⽤酰氯与烯烃在路易斯酸作⽤下反应⽣成酮。机理是酰基正离⼦先与烯烃发⽣亲电加成⽣成碳正离⼦,由于羰基α-氢很活泼,因此消除质⼦便得到不饱和酮。[1-2]

本文发布于:2024-09-21 18:38:21,感谢您对本站的认可!

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