鄰苯二甲醛消毒劑合成工藝研究畢業(yè)論文

1、專?？瓶粕叜厴I(yè)業(yè)論論文文( (設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)) )鄰苯二甲鄰苯二甲醛消毒劑合成工藝研究醛消毒劑合成工藝研究摘摘 要要鄰苯二甲醛(o-phthaleldehyde,簡(jiǎn)寫為 opa),以前是一種重要的醫(yī)藥化工中間體,該中間體在胺類生物堿、熒光計(jì)組胺測(cè)定及醫(yī)藥檢測(cè)方面有廣泛的應(yīng)用,而作為消毒劑應(yīng)用的報(bào)道最早見于 1994 年,alfa 等通過(guò)評(píng)價(jià) opa 作為一種新型的高效消毒劑,與戊二醛相比,不僅具有光譜,高效和低腐蝕性的優(yōu)點(diǎn),還具有刺激性小,穩(wěn)定性好等自身特點(diǎn).且對(duì)耐戊二醛的龜分枝桿菌具有良好的殺滅作用.鄰苯二甲醛的合成路線較多,但大多產(chǎn)率較低,成本較高.本課題對(duì)鄰苯二甲醛的合成路線進(jìn)行了粗略的討

2、論.以鄰二(一氯甲基)苯為原料,在催化劑存在條件下與無(wú)水醋酸鈉進(jìn)行酯化反應(yīng),以氯化苯作為溶劑.分離有機(jī)相.有機(jī)相與水在堿性條件下進(jìn)行水解反應(yīng),分離水相,減壓蒸餾得鄰苯二甲醇.以鄰苯二甲醇為原料通過(guò)硝酸氧化得到目的產(chǎn)物鄰苯二甲醛.關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: :鄰二(一氯甲基)苯；鄰苯二甲醇；鄰苯二甲醛abstractopa (o-phthaleldehyde, abbreviated as opa), before the medicine is an important chemical intermediate, intermediate in the alkaloid amine, histamine

3、 fluorometer medical testing and determination of a wide range of applications, as application of disinfectant found in the report as early as 1994, alfa, and so on through the evaluation of the opa as a new type of highly efficient disinfectant, glutaraldehyde, not only has the spectrum, high effic

4、iency and low corrosive advantages, but also has a small irritation, stability good, and so on its own characteristics. glutaraldehyde and the resistance of mycobacterium turtle has a good effect to kill. opas more synthetic route, but most of the low yield, the higher the cost. on the subject of th

5、e opas synthetic route to carry out the rough discussion. o-to (a chloromethyl) benzene as raw materials in the catalyst under the conditions of the existence of water and sodium acetate for esterification to lindane as a solvent. organic phase separation. organic phase and water in the alkaline con

6、ditions hydrolysis, with water separation, vacuum distillation was the second o-methyl. opa to methanol as raw materials have been adopted by the nitric acid oxidation product of the purpose of the opa. keywords: o-(a-methyl)-o-b methanol opa目目 錄錄摘摘 要要 .iiabstract.iii1 1 鄰苯二甲醛消毒劑的概況鄰苯二甲醛消毒劑的概況 .11.1

7、1.1 對(duì)微生物的殺滅作用對(duì)微生物的殺滅作用.11.21.2 殺菌機(jī)理殺菌機(jī)理.11.31.3 鄰苯二甲醛消毒劑的特點(diǎn)鄰苯二甲醛消毒劑的特點(diǎn).22 2 戊二醛消毒劑的優(yōu)缺點(diǎn)戊二醛消毒劑的優(yōu)缺點(diǎn) .33 3 鄰苯二甲醛現(xiàn)有合成工藝簡(jiǎn)介鄰苯二甲醛現(xiàn)有合成工藝簡(jiǎn)介 .44 4 論文選題的目的和意義論文選題的目的和意義 .52.12.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) .72.22.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器實(shí)驗(yàn)試劑和儀器 .73.13.1 引言引言 .93.23.2 鄰苯二甲醇的合成鄰苯二甲醇的合成 .93.33.3 合成原理合成原理 .93.43.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) .103.4.13.4.1 反

8、應(yīng)物質(zhì)量的配料比對(duì)反應(yīng)收率的影響反應(yīng)物質(zhì)量的配料比對(duì)反應(yīng)收率的影響.103.4.23.4.2 溶劑的量對(duì)反應(yīng)的影響溶劑的量對(duì)反應(yīng)的影響.113.53.5 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) .123.63.6 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 .123.73.7 正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果 .133.83.8 結(jié)果與討論結(jié)果與討論 .133.93.9 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果 .133.9.13.9.1 產(chǎn)品的質(zhì)量分析產(chǎn)品的質(zhì)量分析.133.9.23.9.2 結(jié)果分析討論結(jié)果分析討論.154.14.1 引言引言 .164.24.2 試驗(yàn)部分試驗(yàn)部分 .164.2.14.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟.164.2.24.2.

9、2 單因素實(shí)驗(yàn)單因素實(shí)驗(yàn).174.34.3 正交實(shí)驗(yàn)正交實(shí)驗(yàn) .204.44.4 結(jié)果與討論結(jié)果與討論 .214.54.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果 .214.5.14.5.1 產(chǎn)品的質(zhì)量分析產(chǎn)品的質(zhì)量分析.214.5.24.5.2 結(jié)果分析討論結(jié)果分析討論.235.15.1 研究結(jié)論研究結(jié)論 .245.1.15.1.1 鄰苯二甲醇合成工藝鄰苯二甲醇合成工藝.245.1.25.1.2 鄰苯二甲醛合成鄰苯二甲醛合成.245.1.35.1.3 鄰苯二甲醛化學(xué)分析鄰苯二甲醛化學(xué)分析.245.25.2 期望和改進(jìn)期望和改進(jìn) .24致致 謝謝 .25參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .26第一章第一章 文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述1 1

10、鄰苯二甲醛消毒劑的概況鄰苯二甲醛消毒劑的概況鄰苯二甲醛(ortho-phthalaldehyde,opa),是一種重要的醫(yī)藥化工中間體，以前主要用于胺類生物堿、熒光計(jì)組胺測(cè)定試劑及醫(yī)藥檢驗(yàn)方面。自從 1994 年 alfa 等將其用于內(nèi)鏡消毒而發(fā)現(xiàn)其具有良好的消毒效果，國(guó)外對(duì) opa 的消毒方面進(jìn)行了許多研究，已經(jīng)將其開發(fā)成為一種新型的高效消毒劑并通過(guò)了美國(guó) fda 認(rèn)證。與消毒劑戊二醛(glutaraldehyde,gta)相比，鄰苯二甲醛具有戊二醛廣譜、高效、低腐蝕的優(yōu)點(diǎn)、還具有刺激性小、使用濃度低等自身特性。此外，opa 對(duì)近年來(lái)分離出的戊二醛抗性分枝桿菌3也具有良好的殺滅作用。因此，鄰

11、苯二甲醛有可能成為戊二醛替代品。1.11.1 對(duì)微生物的殺滅作用對(duì)微生物的殺滅作用opa 是一種高效消毒劑，對(duì)細(xì)菌繁殖體、真菌、分枝桿菌、病毒、細(xì)菌芽孢甚至某些寄生蟲都有很強(qiáng)的殺滅作用，尤其對(duì)戊二醛耐藥結(jié)核分枝桿菌有良好的殺滅作用。walsh 和 maillard 等對(duì) opa 殺滅大腸桿菌 atcc 9481、金黃色葡萄球菌 nctc 6571 及銅綠假單胞菌 pa01 的效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在懸液試驗(yàn)中，用 opa 溶液作用可殺滅銅綠假單胞菌達(dá)。當(dāng) opa 濃度為升高時(shí)作用，以上三種細(xì)菌均可大大的減少，而戊二醛達(dá)到同樣的殺滅效果需要濃度高一點(diǎn)。如將上述三種細(xì)菌污染在玻璃上經(jīng)5000mg/l 的

12、 opa 作用 2-5min 使得三種菌菌量下降達(dá) log6 以上。近年來(lái)，人們又從戊二醛消毒后的洗液中分離出了戊二醛耐藥性結(jié)核分枝桿菌，而且發(fā)現(xiàn)此菌株對(duì)過(guò)氧乙酸也耐藥性,walsh 和 maillard 等選用了 3 株戊二醛敏感株和 2 株戊二醛耐藥株進(jìn)行了 opa 殺滅實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn) opa 對(duì)龜分枝桿菌 nctc 946、龜分枝桿菌膿腫變種 nctc 10882、地分枝桿菌 nctc 10856 殺滅效果都很好。龜分枝桿菌 nctc 946 和地分枝桿菌 nctc10856 在較短時(shí)間內(nèi)可殺菌量較高，對(duì)龜分枝桿菌膿腫變種 nctc 10882 作用較強(qiáng)。用相等濃度 opa 分別作用不同時(shí)間

13、對(duì) epping 龜分枝桿菌和 harefield 龜分枝桿菌兩株戊二醛耐藥株殺滅效果明顯。用減半的 opa 作用，對(duì)結(jié)核分枝桿菌殺滅效果也能起到很好作用，而增大濃度的戊二醛需要作用較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到同樣的殺滅效果。1.21.2 殺菌機(jī)理殺菌機(jī)理opa 屬于二醛類化合物，像戊二醛一樣主要是通過(guò)醛基與氨基酸、蛋白質(zhì)和微生物一些其他成分的氨基酸基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。許多實(shí)驗(yàn)表明，opa 的交聯(lián)作用弱于戊二醛的。這可能是由于 opa 僅能同初級(jí)氨基(-nh2)發(fā)生反應(yīng)，于是就只能同肽鏈中的賴氨酸、精氨酸以及肽鏈末端的氨基酸反應(yīng)。simons 等也提出了一個(gè)假說(shuō)來(lái)解釋 opa 較弱交聯(lián)作用的原因:第一，芳香

14、醛(如 opa)的加成反應(yīng)要比脂肪醛(如戊二醛)弱。第二，opa 的結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，此結(jié)構(gòu)使 opa 的空間結(jié)構(gòu)缺乏伸展性，因此不易通過(guò)調(diào)整空間構(gòu)象而充分的同含氨基物質(zhì)反應(yīng)。反之，戊二醛則具有更大的伸展性，易于同物質(zhì)中的氨基反應(yīng)。1.31.3 鄰苯二甲醛鄰苯二甲醛消毒劑的特點(diǎn)消毒劑的特點(diǎn)鄰苯二甲醛作為一種新型高效消毒劑其主要有以下的特點(diǎn)。l.殺菌能力強(qiáng)，殺菌范圍廣鄰苯二甲醛對(duì)細(xì)菌繁殖體、真菌、分枝桿菌、病毒、細(xì)菌芽孢甚至某些寄生蟲都有很強(qiáng)的殺滅作用，尤其對(duì)戊二醛耐藥結(jié)核分枝桿菌有良好的殺滅作用。walsh和 maiudar 等對(duì)鄰苯二甲醛殺滅大腸桿菌 atcc9481、金黃色葡萄球菌 nctc

15、6571 及銅綠假單胞菌 pa01 的效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在懸液試驗(yàn)中，用 18mg/l 的鄰苯二甲醛溶液作用 20mni 可殺滅銅綠假單胞菌達(dá) log5 以上。當(dāng)鄰苯二甲醛濃度為 180mg/l 時(shí)，作用 5min，以上三種細(xì)菌均可減少 log5 以上，而戊二醛達(dá)到同樣的殺滅效果需要45omg/l。將上述三種細(xì)菌污染在玻璃上經(jīng) 5000mg/l 的鄰苯二甲醛作用 2-5mni 使得三種菌菌量下降達(dá) log6 以上。2.使用濃度低，滅菌時(shí)間短傳統(tǒng)的堿性 2%的戊二醛消毒劑在 5min 可以殺滅常見細(xì)菌，在 4-5h 殺滅芽孢，而含量為 0.55-1.0%的鄰苯二甲醛消毒劑進(jìn)行的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)其

16、對(duì)細(xì)菌繁殖體作用 2-3min 即可殺滅，1.5-2h 內(nèi)殺滅芽胞，是一種高水平的消毒劑。3.低毒性盡管和戊二醛相比，opa 使用濃度降低了，本身也不具有刺激性氣味。但直接接觸到鄰苯二甲醛仍會(huì)引起眼睛、皮膚、消化道呼吸道粘膜損傷。消毒液體要避免直接同眼睛、皮膚、衣物接觸，直接同皮膚接觸會(huì)引起暫時(shí)皮膚著色，反復(fù)接觸會(huì)導(dǎo)致皮膚過(guò)敏。要避免污染食物，誤飲人或吞人消毒液會(huì)引起口腔喉、食管、胃等消化道的刺激和灼傷。避免暴露于 opa 蒸汽，因?yàn)樗麄儠?huì)對(duì)呼吸道和眼睛刺激，引起鼻腔、喉嚨、支氣管的刺痛咳嗽，引起胸部不適、緊張呼吸困難、頭痛。opa 消毒后的醫(yī)療器械有一定的殘留，必須進(jìn)行認(rèn)真清洗，否則會(huì)導(dǎo)致病

17、人皮膚、粘膜的著色。同時(shí)，醫(yī)院污水中 opa 含量應(yīng)該受限制，這可以用氨基乙酸進(jìn)行中和，從而使得排水更安全。4.性質(zhì)穩(wěn)定鄰苯二甲醛在 ph 為 3-9 的范圍內(nèi)都有很好的穩(wěn)定性，其溶液可以連續(xù)使用 14天以上。美國(guó) cidxe 公司已經(jīng)研制出精確監(jiān)測(cè)濃度的試紙。有資料顯示，如果使用自動(dòng)內(nèi)鏡清洗程序，在達(dá)到最小有效濃度前可以反復(fù)使用 82 次，而戊二醛僅能使用40 次。國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)就鄰苯二甲醛的穩(wěn)定性研究有關(guān)報(bào)道詳見表61-2、1-3。表 1-2 0.3%鄰苯二甲醛溶液穩(wěn)定性研究tab 1-2 0.3% o-phthalaldehyde solution stability study存儲(chǔ)時(shí)間（月

18、）ph鄰苯二甲醛含量（誤差 0.03%）08.000.28%27.870.28%67.760.32%表 1-3 5%鄰苯二甲醛存貯液保存 10 個(gè)月后的最低殺菌濃度tab1-3 5% o-phthalaldehyde storing liquid depositary 10 months after the minimum bactericidal concentration 菌株保存條件葡萄球菌大腸桿菌沙門氏菌48避光0.2%0.2%0.15%室溫保存0.2%0.2%0.15%室溫保存0.2%0.2%0.15%2 2 戊二醛消毒劑的優(yōu)缺點(diǎn)戊二醛消毒劑的優(yōu)缺點(diǎn)目前，市場(chǎng)上所使用的醛類消毒劑主要

19、有戊二醛、甲醛、復(fù)合醛等產(chǎn)品，而其中戊二醛在醫(yī)院的使用量最大，主要用在內(nèi)窺鏡等精密儀器設(shè)備的消毒滅菌。如美國(guó)強(qiáng)生公司出品的 2.4%戊二醛含量的消毒劑，為兩體分別包裝，用前合一，形成活性較高的戊二醛。因?yàn)樽?1962 年 peppe 等人發(fā)現(xiàn)了戊二醛(glutaraldehyde,gat)的強(qiáng)大殺菌作用以來(lái)，國(guó)外 1963 年就開始生產(chǎn) 2%堿性戊二醛消毒劑。近 40 年的廣泛應(yīng)用已表明戊二醛具有使用濃度低、高效、廣譜、快速殺滅微生物等優(yōu)點(diǎn)，而被譽(yù)為化學(xué)低溫滅菌劑發(fā)展史上的里程碑之一。現(xiàn)已把戊二醛作為怕高溫、怕腐蝕醫(yī)療器械的首選消毒劑，尤其作為內(nèi)鏡的消毒滅菌劑。盡管戊二醛具有良好的殺菌效果，但

20、是 2%堿性戊二醛對(duì)某些分枝桿菌的殺滅效果并不理想。有研究表明耐戊二醛的分枝桿菌在戊二醛溶液中可以存活。法國(guó)的dauendorffer jn 等評(píng)估了 2%堿性戊二醛溶液對(duì)蟾分枝桿菌的殺滅效率，證明蟾分枝桿菌對(duì) 2%堿性戊二醛比結(jié)核分枝桿菌和恥垢分枝桿菌有更強(qiáng)的抵抗力:環(huán)境樣本中的菌株比人類樣本中的菌株對(duì) 2%堿性戊二醛的抵抗力更強(qiáng),60%戊二醛對(duì)芽胞桿菌的殺滅作用也不理想。美國(guó)的 danielson jw 等也研究了接種在瓷半柱體上的 4 種耐戊二醛的枯草桿菌芽胞的耐藥性及復(fù)蘇。比較從瓷半柱體上清洗下來(lái)的溶液或懸浮液中的枯草桿菌芽孢同從土壤中提取的經(jīng)肉湯培養(yǎng)出的枯草桿菌芽孢的耐藥性，發(fā)現(xiàn)后者

21、的耐藥性更強(qiáng);懸浮液中加鈣時(shí)芽孢對(duì)戊二醛的耐藥性更強(qiáng)，單獨(dú)加鎂與混合加鎂和鈣這兩者的芽孢耐藥性沒(méi)有差別;桿菌狀肉湯培養(yǎng)基中的枯草桿菌芽孢對(duì)戊二醛的耐藥性最強(qiáng)，研究還發(fā)現(xiàn)該芽孢經(jīng) 3%堿性戊二醛處理后仍能復(fù)活。此外，戊二醛對(duì)帶有卵囊的隱孢子蟲的殺滅時(shí)間長(zhǎng)。美國(guó)的 wilson jai 等研究 3 種消毒劑對(duì)隱孢子蟲卵囊的滅活作用，證明 2.5%戊二醛對(duì)滅活卵囊出芽和抑制單層細(xì)胞感染的效果最好，但卻需要暴露卵囊于戊二醛長(zhǎng)達(dá) 10 h 且卵囊在最低濃度時(shí)才有效，而如何解決攜帶隱孢子蟲的內(nèi)鏡的消毒是一個(gè)值得注意的問(wèn)題，因?yàn)榻菸於r(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)腐蝕內(nèi)鏡6。如上前所述，戊二醛作為一種廣譜、高效消毒劑，被廣

22、泛被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其作為怕高溫怕腐蝕的內(nèi)鏡的首選消毒劑。但是隨著戊二醛的廣泛應(yīng)用，在暴露人員中引起了一些毒副作用。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，即使小濃度的戊二醛也是高毒的，需要正確儲(chǔ)存與處理7。3 3 鄰苯二甲醛現(xiàn)有合成工藝簡(jiǎn)介鄰苯二甲醛現(xiàn)有合成工藝簡(jiǎn)介鄰苯二甲醛的合成路線國(guó)內(nèi)外報(bào)道較多，但大多產(chǎn)率較低，成本偏高，目前的合成路線主要有如下一些：（1）鄰二甲苯溴化水解法14由鄰二甲苯經(jīng)溴化、水解制得，反應(yīng)方程式如下: 該法反應(yīng)比較簡(jiǎn)單，中間產(chǎn)物四溴-鄰二甲苯產(chǎn)率達(dá) 92%，但需用溴作原料，成本較高，還用四氯化碳作溶劑，水解產(chǎn)率只有 63%，反應(yīng)收率合計(jì)只有 55%左右，導(dǎo)致產(chǎn)品成本較高。（2）鄰二甲苯氯代

23、水解法該法是以二甲苯為起始原料經(jīng)氯化生成鄰二四氯甲基苯，然后進(jìn)行水解。反應(yīng)方程式如下：用氯氣進(jìn)行反應(yīng)，由于反應(yīng)生成鄰二甲苯與氯氣生成鄰二四氯甲基苯合成收率不高于 40%，水解收率不高于 75%。工藝轉(zhuǎn)化率低的原因?qū)е轮虚g產(chǎn)物收率低、難以分離，導(dǎo)致其最終產(chǎn)品成本高、純度較低。（3）萘臭氧化加氫法36由萘臭氧化后加氫制得，其反應(yīng)方程式如下臭氧化萘加氫法收率可達(dá) 86.5%，但要采用貴金屬作為催化劑，且工藝條件難以控制，產(chǎn)品純度不高，導(dǎo)致該法生產(chǎn)的鄰苯二甲醛成本較高、污染較嚴(yán)重、設(shè)備投資高、不易于工業(yè)化生產(chǎn)。 （4）其它合成方法國(guó)外專利報(bào)道采用鄰苯二甲醇高溫(250-500)通氧氧化來(lái)合成鄰苯二甲醛

24、。hiral 等報(bào)道用貴金屬釕作催化劑，甲苯作溶劑，回流反應(yīng)可得鄰苯二甲醛。國(guó)內(nèi)亦有報(bào)道15由鄰苯二甲酰亞胺經(jīng)過(guò)電解還原，電解甲氧基化和酸性水解制備鄰苯二甲醛。但上述幾種合成方法收率都不高于 50%，且工業(yè)化困難。上述方法中前 3 中方法用于工業(yè)生產(chǎn)，但由于污染及成本問(wèn)題鄰二甲苯溴化水解法國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)停止使用，國(guó)內(nèi)目前主要采用鄰二甲苯溴化水解法及鄰二甲苯氯代水解法來(lái)生產(chǎn)鄰苯二甲醛，但由于產(chǎn)品成本高、純度較低，其中對(duì)人體有害雜質(zhì)難以去除。從而限制了鄰苯二甲醛作為新一代高效消毒劑在我國(guó)醫(yī)療行業(yè)的推廣使用。4 4 論文選題的目的和意義論文選題的目的和意義我們的生活環(huán)境中存在著大量的病原微生物及其

25、他有害微生物，它們通過(guò)許多的途徑和方式傳染給人體，嚴(yán)重危害著人類的健康。由于長(zhǎng)期以來(lái)人們“消毒”的意思淡薄，而導(dǎo)致近幾年來(lái)許多傳染性病在蔓延。而到上世紀(jì)末本世紀(jì)初，傳染病和疫情有了新的特征，一是傳染病和病毒的品種迅速增多。據(jù)北京疾控中心提供的資料顯示 19751996 年 20 年間人類發(fā)現(xiàn)新的傳染病有 31 種而到 20 世紀(jì)末已增加到 39 種。二是突發(fā)性傳染病事件的發(fā)生頻率也越來(lái)越高，產(chǎn)生的影響也越來(lái)越大，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，非典、禽流感等等傳染病的發(fā)生給國(guó)家、人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)重大的損失。也給人們的心靈上帶來(lái)恐慌。三是傳播途徑，持續(xù)時(shí)間，波及范圍有了新地變化，而其傳染范圍由點(diǎn)狀到區(qū)域性到全

26、國(guó)性甚至成為世界性。對(duì)經(jīng)濟(jì)、人民財(cái)產(chǎn)和國(guó)家安全戰(zhàn)略體系受到嚴(yán)重的損失。經(jīng)歷過(guò)了許多慘痛的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)以后，我國(guó)人民更加注意公眾環(huán)境和介質(zhì)消毒使用安全高效、與環(huán)境友好的新型消毒劑，已成為醫(yī)藥化工科技進(jìn)步的需要。因此，消毒劑的發(fā)展方向應(yīng)該向以下目標(biāo)進(jìn)軍：一是開發(fā)應(yīng)用廣普、高效低毒、適用范圍廣、并對(duì)環(huán)境安全的多功能制劑。二是加強(qiáng)開發(fā)復(fù)合配方制劑使消毒劑中的不同成分中發(fā)揮協(xié)同增效和互補(bǔ)滅菌作用、克服單一組分的殺菌弱點(diǎn)并能降低成本三是加強(qiáng)開發(fā)老藥劑新用及殺生作用的研究。由此可見鄰苯二甲醛的研究與發(fā)展在消毒界具有很大的潛質(zhì)能力。第二章第二章 實(shí)驗(yàn)方案、試劑儀器實(shí)驗(yàn)方案、試劑儀器2.12.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方

27、案設(shè)計(jì)本研究擬以鄰二(一氯)甲基苯為起始原料，采用水解、分子內(nèi)脫水、氧化等工藝路線，研制、開發(fā)生產(chǎn)鄰苯二甲醛。合成工藝路線如下:本方案首先擬對(duì)鄰苯二甲醇和 l，3-二氫異苯并呋喃的合成工藝進(jìn)行了研究，接著分別就上述合成的兩種產(chǎn)物進(jìn)行硝酸氧化，主要選擇適宜的物質(zhì)的量比、溶劑、催化劑、溫度、時(shí)間等工藝參數(shù)，利用正交實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)條件對(duì)制備方案進(jìn)行優(yōu)化選擇;采用有效的化學(xué)分析方法結(jié)合熔點(diǎn)測(cè)定和紅外譜圖對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分析，確定出產(chǎn)品收率高，質(zhì)量合格、成本低的制備工藝路線方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。 與我國(guó)目前傳統(tǒng)合成工藝相比較，該工藝具有如下特點(diǎn):合成工藝路線立足國(guó)內(nèi)原料市場(chǎng)，在國(guó)內(nèi)首先采用該工藝合成鄰

28、苯二甲醛;合成工藝先進(jìn)，選擇條件科學(xué)，收率可達(dá) 75%以上;反應(yīng)溫和，設(shè)備要求不高，投資少;減少了工藝步驟，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益;副反應(yīng)少，產(chǎn)品易精制，產(chǎn)品純度高。2.22.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器實(shí)驗(yàn)試劑和儀器表 2-1 實(shí)驗(yàn)儀器一覽表tab 2-1 experimental apparatus list序號(hào)儀器備注1df-1 型集熱式磁力攪拌器天津市泰斯特儀器有限公司2d60-2f 電動(dòng)攪拌杭州電機(jī)儀表有限公司3re-52a 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司4shg-dcm1 循環(huán)水式真空泵鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司5dhg-9140a 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海-恒科科技有限公司6馬頭牌

29、 jyt-5 架藥物天平上海醫(yī)用激光儀器廠表 2-2 實(shí)驗(yàn)試劑及材料一覽表table 2-2 experimental reagents and materials list序號(hào)試劑備注1鄰二（一氯甲基）苯2無(wú)水醋酸鈉廣東-汕頭西隴化工廠3乙酸乙酯天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司4氫氧化鈉長(zhǎng)沙市分口塑料化工廠5三乙胺天津市大茂化學(xué)試劑廠6氯苯天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心7硝酸8硫酸湖南邵陽(yáng)市方華化工有限公司試劑廠9鹽酸株洲石英化有公司10石油醚長(zhǎng)沙市分口塑料化工廠11甲苯長(zhǎng)沙市分口塑料化工廠12冰醋酸長(zhǎng)沙市分口塑料化工廠13去離子水自制第三章第三章 鄰苯二甲醇的合成鄰苯二甲醇的合成3.13.1

30、引言引言鄰苯二甲醇的合成最初是 j.n .ray 等通過(guò)還原醚得到的，爾后 meyer,nobert等，用丁基鋰和芐醇生成的鋰鹽與甲醛作用得到了高收率的鄰苯二甲醇。鄰二(一氯甲基)苯在叔胺溶劑中先與有機(jī)酸鹽生成脂，然后在醇溶液中與醇鈉作用進(jìn)而得到鄰苯二甲醇。brown herbert c 等50通過(guò)還原劑將鄰苯二甲酸酯還原，也得到了高產(chǎn)率的鄰苯二甲醇6。鄰苯二甲醇在有機(jī)合成中的應(yīng)用很廣，在不同氧化劑作用下，可以合成鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、本實(shí)驗(yàn)用其來(lái)合成鄰苯二甲醛。除此外，它還參與了許多重要的化學(xué)反應(yīng)。3.23.2 鄰苯二甲醇的合成鄰苯二甲醇的合成國(guó)內(nèi)鄰苯二甲醇合成工藝是鄰二(一氯甲基)苯在堿性水

31、溶液中水解，伴有苯并呋喃、2-羥基苯甲醛、2-羥基苯甲酸等多種副產(chǎn)物的產(chǎn)生。3.33.3 合成原理合成原理鄰二(一氯甲基)苯與無(wú)水醋酸鈉進(jìn)行反應(yīng)生成二乙酸鄰苯二甲酯，反應(yīng)容易進(jìn)行，生成的二乙酸鄰苯二甲酯溶于有機(jī)相，而副產(chǎn)物氯化鈉則溶于水相，分離容易，收率較高。接著將上述有機(jī)相與水在堿性條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，本步反應(yīng)收集水相，然后經(jīng)過(guò)萃取、減壓蒸餾可得總收率為 96%的鄰苯二甲醇。合成鄰苯二甲醇的化學(xué)方程式如下：ch2clch2cl+ 2ch3coonach2oocch3ch2oocch3+ 2naclch2oocch3ch2oocch3+ 2naohch2ohch2oh2ch3coona+3.4

32、3.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)3.4.13.4.1 反應(yīng)物質(zhì)量的配料比對(duì)反應(yīng)收率的影響反應(yīng)物質(zhì)量的配料比對(duì)反應(yīng)收率的影響固定鄰二(一氯甲基)苯的量為 40g（即 0.23mol） ，反應(yīng)的溫度為 100，反應(yīng)的時(shí)間為 10 個(gè)小時(shí)，催化劑的三乙胺的量為 0.8g，30的硫酸為 2.6 克，加入的溶劑的量為 40g，鄰二(一氯甲基)苯和無(wú)水醋酸鈉的物質(zhì)的量比分別為1:1.8、1:2.0、1:2.2、1:2.4、1:2.6 的情況下探討反應(yīng)物質(zhì)量的配料比對(duì)反應(yīng)收率的影響。1.操作步驟在裝有攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管的 500ml 多口瓶中，加入鄰二(一氯甲基)苯 40克（即 0.23mol） ，

33、無(wú)水醋酸鈉鄰二(一氯甲基)苯和無(wú)水醋酸鈉的物質(zhì)的量比分別為 1:1.8、1:2.0、1:2.2、1:2.4、1:2.6，氯化苯 40 克，加熱至指定溫度，加入三乙胺 0.8 克(1.1ml)。保溫?cái)嚢璺磻?yīng)指定時(shí)間。加入 100g 熱水，攪拌 10min 后降溫至 85，加入 2.6 克 30%（2.2ml）硫酸，攪拌，靜置，分出有機(jī)相。在裝有攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管的 500ml 多口瓶中，加入上述有機(jī)相，19.4g氫氧化鈉和 170g 蒸餾水。加熱攪拌至回流，保溫 2h。降溫至 85，加入鹽酸中和（ph 值為 7） ，靜置分出水相。用等體積的乙酸乙酯萃取三次，減壓蒸餾出乙酸乙酯，得鄰苯二甲醇，

34、冷卻結(jié)晶的粗產(chǎn)品，利用石油醚重結(jié)晶，烘干得鄰苯二甲醇。2.試驗(yàn)結(jié)果反應(yīng)物質(zhì)量的配料比對(duì)反應(yīng)收率的影響的單因素的試驗(yàn)的結(jié)果見表 3-1 以及圖3-2。從圖 3-1 中可以看出:隨著無(wú)水醋酸鈉用量逐漸的增大，反應(yīng)迅速，收率提高很快，當(dāng)鄰二(一氯甲基)苯和無(wú)水醋酸鈉的物質(zhì)的量比分別為 1：2.2 以后，隨著配料比逐漸的增大，收率變化趨式上升。表 3-1 反應(yīng)物質(zhì)量的配料比對(duì)反應(yīng)收率的影響table 3-1 reaction product quality of ingredients than the effects on the yield of the reaction項(xiàng)目配料比鄰苯二甲醇產(chǎn)量（

35、g）收率11：1.81444.421：2.016.351.731：2.218.057.141：2.421.467.951：2.624.878.7圖 3-1 反應(yīng)物質(zhì)量的配料比對(duì)反應(yīng)收率的影響table 4-1 reaction product quality of ingredients than the effects on the yield of the reaction3.4.23.4.2 溶劑的量對(duì)反應(yīng)的影響溶劑的量對(duì)反應(yīng)的影響鄰二(一氯甲基)苯的量為 40g（即 0.23mol）反應(yīng)的溫度為 100反應(yīng)的時(shí)間為10 個(gè)小時(shí)，催化劑的三乙胺的量為 0.8g，30的硫酸為 2.6g，鄰

36、二(一氯甲基)苯和無(wú)水醋酸鈉的物質(zhì)的量比為 1：2.2，加入的溶劑的量分別為20g、40g、60g、80g 的情況下探討溶劑的量對(duì)反應(yīng)收率的影響。1.操作步驟（同上步）2.試驗(yàn)結(jié)果溶劑的量對(duì)反應(yīng)收率的影響的單因素試驗(yàn)結(jié)果對(duì)反應(yīng)收率的影響的單因素的試驗(yàn)的結(jié)果見圖 3-2，表 3-2。從圖 3-2 中可以看出:隨著無(wú)水醋酸鈉用量逐漸的增大，反應(yīng)迅速，收率提高很快，當(dāng)?shù)竭_(dá) 60g 以后，隨著硝酸用量逐漸的增大，收率變化趨式急劇下降。表 3-2 溶劑的量對(duì)反應(yīng)收率的影響table 3-2 amount of solvent effects on the yield of the reaction項(xiàng)目溶

37、劑量(g)鄰苯二甲醇產(chǎn)量（g）收率1209.831.124016.351.736023.875.64802166.751001857.12035506580 1:1.8 1:2.0 1:2.2 1:2.4 1:2.6配料比收率圖 3-2 溶劑的量對(duì)反應(yīng)收率的影響fig 3-2 solvent on the reaction of the impact of yield3.53.5 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 鄰苯二甲醇的合成通過(guò)鄰二(一氯甲基)苯與醋酸鈉進(jìn)行反應(yīng)生成二乙酸鄰苯二甲酯，然后再堿解而成。通過(guò)探索試驗(yàn)得知：堿解過(guò)程收率較高接近 100，整個(gè)工藝收率主要由酯化步驟控制。對(duì)酯化反應(yīng)采用 l

38、9 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，固定鄰二(一氯甲基)苯的量為023mol(40g)，選擇鄰二(一氯甲基)苯與無(wú)水醋酸鈉的物質(zhì)的量比為 a、反應(yīng)溫度為 b()、反應(yīng)時(shí)間為 c(h)、溶劑的量 d(曲，在水解反應(yīng)條件相同的情況下，對(duì)酯化反應(yīng)過(guò)程的上述四個(gè)因素進(jìn)行了考察。各因素選擇的水平見表 3-3。表 3-3 正交實(shí)驗(yàn)因子及水平table 3-3 orthogonal factor and level of項(xiàng)目配料比/a溫度()/b反應(yīng)時(shí)間 h容積量(g)d11:2.09584021:2.2100108031:2.4105121203.63.6 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟第 1 步脂化反應(yīng):在裝有攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管的

39、 500 ml 多口瓶中，加入鄰二(一氯甲基)苯、無(wú)水醋酸鈉和氯化苯，加熱至指定溫度，加入 o.8 g 的三乙胺。保溫?cái)嚢璺磻?yīng)指定時(shí)間。加入 100 g 熱水，攪拌 10min 后降溫至 85，加入 2.6 g 30硫酸，攪拌，2030405060708090020406080100120溶劑量g收率%反應(yīng)溶劑量對(duì)收率影響靜置，分出有機(jī)相。第 2 步水解反:在裝有攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管的 500ml 多口瓶中，加入上述有機(jī)相，19.4g氫氧化鈉和 170 g 水。加熱攪拌至回流，保溫 2 h。降溫至 85，加入鹽酸中和，靜置分出水相。用等體積的乙酸乙酯萃取三次，減壓蒸餾出乙酸乙酯，得鄰苯二甲醇

40、。3.73.7 正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果正交實(shí)驗(yàn)以鄰苯二甲醇收率為考察指標(biāo)，數(shù)據(jù)及處理結(jié)果見表 3-4。表 3-4 正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果table3-4 orthogonal experimental data and results項(xiàng)目配料比溫度()反應(yīng)時(shí)間h溶劑量(g)產(chǎn)量(g)產(chǎn)率%11:2.09584016.351.721:2.0100108017.856.531:2.01051212018.659.041:2.2951012024.076.151:2.2100124029.292.661:2.210588016.151.171:2.495128017.053.981:2.4

41、100812019.361.391:2.4105104017.154.2k155.760.654.766.2k273.360.362.353.8k356.570.168.565.5極差17.69.813.812.43.83.8 結(jié)果與討論結(jié)果與討論從表 3-4 中看出，配料比對(duì)實(shí)驗(yàn)的收率影響最大，取配料比取 l:2.2，其次是反應(yīng)時(shí)間，取 12h，再次是溶劑量，取 40g 為好，最后是溫度，取 105為好，反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)影響最小，取 10 h。3.93.9 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.9.13.9.1 產(chǎn)品的質(zhì)量分析產(chǎn)品的質(zhì)量分析 我們對(duì)我們實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品鄰苯二甲醇進(jìn)行了用毛細(xì)管測(cè)定熔點(diǎn)的方法對(duì)鄰苯二甲

42、醇進(jìn)行了含量測(cè)定。測(cè)得鄰苯二甲醇的熔點(diǎn)為 63.2-63.8。剛好在它的熔點(diǎn)范圍之內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)值 63-64） 。證明了我們所的產(chǎn)品確實(shí)是鄰苯二甲醇。我們?cè)偻ㄟ^(guò)紅外光譜儀對(duì)我們所得的鄰苯二甲醇進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定結(jié)果見紅外光譜圖 4-56，4-6。圖 3-4 鄰苯二甲醇紅外標(biāo)準(zhǔn)圖fig 4-5 o-2 standard methanol infrared map 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65%transmittance 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 wavenumbers (cm-1)圖 3-6 合成的鄰苯二甲

43、醇紅外譜圖fig 4-6 synthesis of o-infrared spectra of methanol我們?cè)偻ㄟ^(guò)合成的鄰苯二甲醇紅外譜圖的與鄰苯二甲醇標(biāo)準(zhǔn)的紅外譜圖比較，特征峰一致，可以確定合成的物質(zhì)為鄰苯二甲醇。3.9.23.9.2 結(jié)果分析討論結(jié)果分析討論通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)可知，該工藝合成鄰苯二甲醇工藝參數(shù)的范圍：配料比為1：2.2，溶劑的用量為 60 克時(shí)，反應(yīng)的收率最高，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中由于溫度和時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響較小故沒(méi)有考慮。第四章第四章 鄰苯二甲醛的合成鄰苯二甲醛的合成4.14.1 引言引言鄰苯二甲醛，具有醛類的一般性質(zhì)。其分子式為 c8h6o2，結(jié)構(gòu)式為:chocho分子量為

44、 134.14，熔點(diǎn) 55-57，沸點(diǎn)大于 110,常溫下為黃色針狀晶,通常在小于 4下密封避光保存。該化合物易溶于水及乙醇、乙醚等普通有機(jī)溶劑，微溶于石油醚，能在水蒸氣中蒸發(fā)。本實(shí)驗(yàn)采用鄰苯二甲醇初始原料，用硝酸作為氧化劑進(jìn)行氧化。鄰苯二甲醇與硝酸氧化屬于典型的醇氧化反應(yīng)，反應(yīng)很容易進(jìn)行。反應(yīng)首先生成醛，醛進(jìn)一步氧化生成副產(chǎn)物酸和苯酞。反應(yīng)方程式如下:主反應(yīng)：ch2ohch2oh+ 2hno3chocho+ no2 +no +2h2o副反應(yīng):ochochocoohcoohcoohch2ohch2oho-h2och2ohoochhc為了抑制副產(chǎn)物進(jìn)行，在體系中加入醋酸，鄰苯二甲醛收率有很大提高

45、。4.24.2 試驗(yàn)部分試驗(yàn)部分4.2.14.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管的 500ml 三口瓶中，加入鄰苯二甲醇、水和乙酸，加熱至指定溫度，控溫向體系中滴加硝酸(67，下同)，保溫?cái)嚢璧皆O(shè)定時(shí)間。冷卻至室溫，用等體積的甲苯萃取三次，分出有機(jī)相，減壓蒸出甲苯，得鄰苯二甲醛粗品。將鄰苯二甲醛粗品在石油醚中重結(jié)晶，得到鄰苯二甲醛。4.2.24.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)單因素實(shí)驗(yàn)(1)醋酸用量對(duì)反應(yīng)的影響 固定鄰苯二甲醇量為 10g，硝酸用量為 11g，反應(yīng)溫度為 60，反應(yīng)時(shí)間為lh，考察了不同醋酸用量對(duì)反應(yīng)的影響，結(jié)果見表。從表中可以看出：隨著醋酸用量的增大，反應(yīng)迅速，收率

46、提高很快，當(dāng)?shù)竭_(dá) 14g 以后，變化趨于平緩。表 3-5 醋酸的用量對(duì)鄰苯二甲醛收率的影響table 3-5 amount of acetic acid effects on the yield of ortho-phthalaldehyde圖 3-5 醋酸的用量對(duì)鄰苯二甲醛收率的影響table 3-5 amount of acetic acid effects on the yield of ortho-項(xiàng)目醋酸的用量/g鄰苯二甲醛產(chǎn)量/g鄰苯二甲醛的收率/%110.05.6061.50220.07.2079.10330.07.8085.71440.07.8686.3101020304050

47、6070809010001020304050醋酸加量/g收率%系列1phthalaldehyde(2)溫度對(duì)反應(yīng)的影響固定鄰苯二甲醇量為 10 g，硝酸用量為 11.0g，醋酸用量為 30g，反應(yīng)時(shí)間為 1 h，考察了不同反應(yīng)溫度對(duì)鄰苯二甲醛產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表 3-6，從表中可看出，當(dāng)反應(yīng)溫度較低時(shí)，硝酸氧化性較弱，收率較低，而當(dāng)反應(yīng)溫度較高時(shí)，硝酸的氧化能力增強(qiáng)，但鄰苯二甲醛收率反而呈下降的趨勢(shì)，原因是溫度升高，副反應(yīng)進(jìn)行更快，從而使得目標(biāo)產(chǎn)物量反而降低。表 3-6 溫度對(duì)鄰苯二甲醛收率的影響table 3-6 effects of temperature on yield of orth

48、o-phthalaldehyde項(xiàng)目溫度/鄰苯二甲醛的產(chǎn)量/g鄰苯二甲醛的收率/%1605.860.02726.769.23807.274.34906.567.2圖 3-6 溫度對(duì)鄰苯二甲醛收率的影響table 3-7. temperature effects on the yield of ortho-phthalaldehyde(3)硝酸用量對(duì)反應(yīng)的影響 4550556065707550556065707580859095溫度t收率%系列1固定鄰苯二甲醇量為 10g，醋酸用量為 30g，反應(yīng)溫度為 80，反應(yīng)時(shí)間為 1 h，考察了硝酸的用量對(duì)鄰苯二甲醛產(chǎn)率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖 3-7，可知

49、：硝酸用量增大對(duì)產(chǎn)品收率影響很大，鄰苯二甲醛收率隨著硝酸用量的增大迅速提高，但用量超過(guò) l：2.5 后生成大量副產(chǎn)物收率反而降低。表 3-7 硝酸用量對(duì)反應(yīng)收率影響table effects 3-8 nitric acid dosage on yield response項(xiàng)目配料比收率/%11：2.065.121：2.263.431：2.571.041：3.060.2圖 3-7 硝酸用量對(duì)反應(yīng)收率影響table effects 3-8 nitric acid dosage on yield response(4)反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響 固定鄰苯二甲醇量為 10 g，硝酸用量為 16g，醋酸用量為

50、 30g，反應(yīng)溫度為80，考察了反應(yīng)時(shí)間對(duì)鄰苯二甲醛收率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 3-8。54565860626466687072 1：2 1：2.2 1:2.5 1:3配料比收率%系列1表 3-8 時(shí)間對(duì)反應(yīng)收率的影響rable 3-9 time effects on the yield of the reaction通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)可知，該工藝合成鄰苯二甲醛工藝參數(shù)影響范圍為：配料比1:2.2-1:3.o，反應(yīng)溫度 70-90，反應(yīng)時(shí)間為 0.5-1.5h，醋酸用量為 14-20g。4.34.3 正交實(shí)驗(yàn)正交實(shí)驗(yàn)采用 l(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，固定鄰苯二甲醇的量為 o36 inol(509)，選擇

51、鄰苯二甲醇與硝酸物質(zhì)的量比為 a、反應(yīng)時(shí)間為 b(h)、反應(yīng)溫度為 c()、加入醋酸的質(zhì)量為 d(曲，各因素選擇的水平見表 3-9。表 3-9 正交實(shí)驗(yàn)因子及水平table 3-9 orthogonal factor and level of項(xiàng)目配料比時(shí)間(h)溫度()醋酸加量（g）11:2.20.5702021:2.51.0803031:3.01.59040正交以鄰苯二甲醛的收率(按含量折合后)為考察指標(biāo)，隨機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)及處理結(jié)果見表 3-10。0.50.70.900.511.522.5時(shí)間t收率%系列1表 3-10 正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)table 3-10 with orthogonal ex

52、perimental data編號(hào)配料比反應(yīng)時(shí)間 h反應(yīng)溫度醋酸用量/g產(chǎn)品質(zhì)量/g收率/%11:2.20.570206.163.221:2.21.080306.768.831:2.21.590406.163.541:2.50.580407.375.651:2.51.090206.8570.761:2.51.570306.668.471:3.00.590306.8370.381:3.01.070406.4566.591:3.01.580206.3165.1k165.269.766.066.3k271.669.869.869.2k367.365.668.268.5極差6.44.23.82.94.

53、44.4 結(jié)果與討論結(jié)果與討論由表 3-10 可見，反應(yīng)條件諸因素中對(duì)產(chǎn)率影響大小次序?yàn)椋合跛嵊昧糠磻?yīng)時(shí)間反應(yīng)溫度醋酸用量，最佳方案是：配料比 1:2.2，時(shí)間 o.5h，溫度 80，醋酸用量 30g。4.54.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.5.14.5.1 產(chǎn)品的質(zhì)量分析產(chǎn)品的質(zhì)量分析 我們對(duì)我們實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品鄰苯二甲醛進(jìn)行了用毛細(xì)管測(cè)定熔點(diǎn)的方法對(duì)鄰苯二甲醛進(jìn)行了含量測(cè)定。測(cè)得鄰苯二甲醛的熔點(diǎn)為 55.6-56.3。剛好在它的熔點(diǎn)范圍之內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)值 55-57） 。證明了我們所的產(chǎn)品確實(shí)是鄰苯二甲醛。我們?cè)偻ㄟ^(guò)紅外光譜儀對(duì)我們所得的鄰苯二甲醛進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定結(jié)果見紅外光譜圖 3-11，3-12。圖 3

54、-11 鄰苯二甲醛的紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖fig 5-5 o-phthalaldehyde standard infrared spectra圖 3-12 合成的鄰苯二甲醛譜圖fig 5-6 synthesis of o-phthalaldehyde spectrum我們通過(guò)合成的鄰苯二甲醛紅外譜圖的與鄰苯二甲醛標(biāo)準(zhǔn)的紅外譜圖比較，在1700nm 左右有一個(gè)很強(qiáng)的吸收峰，與標(biāo)準(zhǔn)圖譜不一致，我們和老師通過(guò)分析討論，有可能是我們是在重結(jié)晶的過(guò)程中沒(méi)有達(dá)到預(yù)定結(jié)果，使產(chǎn)品鄰苯二甲醛中含有鄰苯二甲醇以及其他雜質(zhì)；有可能是硝酸過(guò)量使氧化過(guò)量，而生成副產(chǎn)物鄰苯二甲酸和酯。4.5.24.5.2 結(jié)果分析討論結(jié)果分析討

55、論通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)可知，該工藝合成鄰苯二甲醛工藝參數(shù)的范圍：配料比為1：2.5，醋酸的用量為 60 克時(shí)，反應(yīng)的收率最高，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中由于溫度和時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響較小故沒(méi)有考慮。在實(shí)驗(yàn)的開始階段，鄰苯二甲醇氧化后，反應(yīng)的產(chǎn)物很難結(jié)晶，甚至不能結(jié)晶，后來(lái)經(jīng)我們的研究發(fā)現(xiàn)我們所用的硝酸有微黃色，硝酸對(duì)反應(yīng)收率的影響很大，后來(lái)我們換了純的硝酸反應(yīng)的結(jié)晶還是不是怎么好。我們?cè)偻ㄟ^(guò)探討和查資料17，18得知與冰醋酸的濃度有關(guān)。后來(lái)我們研究發(fā)現(xiàn)用冰醋酸與水的比為 1：1 時(shí)效果比較好。再有在鄰苯二甲醇氧化時(shí)，我們一直考慮硝酸的加入過(guò)量影響反應(yīng)的收率，開始硝酸的加入量控制的很嚴(yán)格，但反應(yīng)出來(lái)的產(chǎn)品由于氧化不完

56、全，產(chǎn)物很難分析提純，硝酸滴加過(guò)快又會(huì)產(chǎn)生大量二氧化氮?dú)怏w，使反應(yīng)氧化過(guò)量影響反應(yīng)的收率。所以硝酸的加入一定要適度，否則對(duì)反應(yīng)的收率影響很大，甚至導(dǎo)致不能結(jié)晶。 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100%transmittance 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 wavenumbers (cm-1)第五章第五章 結(jié)論結(jié)論5.15.1 研究結(jié)論研究結(jié)論5.1.15.1.1 鄰苯二甲醇合成工藝鄰苯二甲醇合成工藝對(duì)以鄰二(一氯甲基)苯為原料，通過(guò)酯化、水解工藝進(jìn)行合成鄰苯二甲醇的工

57、藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果為：鄰二(一氯甲基)苯：無(wú)水醋酸鈉=1：22，反應(yīng)溫度100，催化劑用量為 2；鄰苯二甲醇收率 92.6%(文獻(xiàn)值 95)。5.1.25.1.2 鄰苯二甲醛合成鄰苯二甲醛合成 首次在國(guó)內(nèi)用硝酸分別對(duì)鄰苯二甲醇及 1，3-二氫異苯并呋喃進(jìn)行氧化，得到了兩條合成鄰苯二甲醛的新工藝。并分別在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化工藝參數(shù)如下：鄰苯二甲醇工藝：鄰苯二甲醇與硝酸摩爾比為 1：2.2，反應(yīng)溫度80，醋酸用量 30g，時(shí)間 0.5h，收率達(dá) 74，含量 87.1。本研究合成工藝路線立足國(guó)內(nèi)原料市場(chǎng)，是一條新的合成鄰苯二甲醛的工藝路線；和現(xiàn)有生產(chǎn)工藝相比，本研究反應(yīng)溫度低、

58、合成步驟少；合成中采用水做溶劑，污染小，合成收率高，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益：副反應(yīng)少，產(chǎn)品易精制，純度高。5.1.35.1.3 鄰苯二甲醛化學(xué)分析鄰苯二甲醛化學(xué)分析研究中對(duì)鄰苯二甲醛的化學(xué)分析方法進(jìn)行了一定的探索，結(jié)合熔點(diǎn)及紅外圖譜證明該分析方法使用合理、準(zhǔn)確快捷，方便可靠。5.25.2 期望和改進(jìn)期望和改進(jìn)我們通過(guò)兩周的研究與探索，本課題的研究已取得了一定的成果，該工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)步驟少，生產(chǎn)周期短，成本相對(duì)較低。但通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，目前采取此工藝提取鄰苯二甲醛合成仍處于一個(gè)初探階段，還不是十分成熟，有待進(jìn)一步開發(fā)和提高。還有很多需要提高和完善的地方。在合成過(guò)程中要嚴(yán)格控制濃硝酸

59、的加人速率和用量，以減少副產(chǎn)物鄰苯二甲酸的生成。硝酸氧化過(guò)程中加入醋酸可以大幅提高鄰苯二甲醛收率的機(jī)理還有待探索，鄰苯二甲醛的復(fù)配及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)還有待于進(jìn)一步的研究?；亓鞣磻?yīng)溫度條件下，考察反應(yīng)物在不同體積比的冰醋酸和水組成的介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)合成鄰苯二甲醛的反應(yīng)時(shí)間和收率的影響，反應(yīng)介質(zhì)對(duì)合成鄰二苯甲醛所需時(shí)間和收率有較大影響，反應(yīng)溶劑中不加冰醋酸，得不到鄰苯二甲醛，反應(yīng)介質(zhì)中冰醋酸和水的體積比為何值時(shí)，反應(yīng)所需的時(shí)間較短，鄰苯二甲醛的收率最高。盡管如此，在合成上已經(jīng)具有一定的基礎(chǔ)，且該合成鄰苯二甲醛的工藝不需要有機(jī)溶劑，用到水做溶劑，節(jié)省了資源和經(jīng)濟(jì)。符合國(guó)家環(huán)保政策，產(chǎn)品市場(chǎng)前景良好。因此該

60、項(xiàng)目具有良好的深入開發(fā)價(jià)值，它的開發(fā)成功必然帶來(lái)良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。致致 謝謝三年前，這個(gè)校園是我的夢(mèng)想。三年后，微笑回首來(lái)路，一幕幕，宛在昨天。人生就是如此吧，每個(gè)段落結(jié)束的時(shí)候，我們總會(huì)感慨時(shí)光飛逝。也許因?yàn)楣ぷ?，所以自定安營(yíng)扎寨目標(biāo)的第一天起，就用心細(xì)數(shù)著每一寸光陰。享受漫步校園的感覺(jué)：初春溫潤(rùn)的玉蘭花，盛夏青翠的懸鈴木，秋天金燦燦的銀杏林，還有冬日一塵不染的湛藍(lán)晴空。光陰荏苒，三年的大學(xué)求學(xué)生涯即將結(jié)束，在畢業(yè)論文完成之際，回首給予我?guī)椭脑S多人，心中的感激并不是這草草的幾百字可以說(shuō)得清的，但也只能借助這薄薄的文字來(lái)表達(dá)。在這里，我首先對(duì)所有在課題研究及生活中幫助過(guò)我的老師、同