微波輻照二氯乙酸甲酯制備乙醛酸

1、422004，No.6化學(xué)與生物工程Chemistry&Bioengineering微波輻照二氯乙酸甲酯制備乙醛酸劉學(xué)清1，劉繼延2，張遠(yuǎn)方1（1.江漢大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢430056；2.武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430072）摘 要：利用微波輻照二氯乙酸甲酯制備乙醛酸，研究了微波功率、輻照時間對乙醛酸產(chǎn)率的影響，并與常規(guī)熱反應(yīng)進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明，微波輻照所得乙醛酸的產(chǎn)率與常規(guī)加熱法相近，但反應(yīng)速率顯著提高。當(dāng)乙醛酸產(chǎn)率達(dá)到68%左右，常規(guī)熱反應(yīng)需要481，利用400 微波輻照81就可完成。在相同反應(yīng)時間下，乙醛酸的產(chǎn)率隨微波功率增大而增加。關(guān)鍵詞：微波輻

2、照；二氯乙酸甲酯；乙醛酸；制備中圖分類號：O623.54 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5425（2004）06-0042-02乙醛酸（GIyoxaIicacid）是一種重要的化工原料和化學(xué)試劑，在生物化學(xué)、藥物、食品添加劑、香料、造紙等領(lǐng)域有著廣泛的用途。目前乙醛酸的制備方法主要有草酸電解還原法、乙二醛硝酸氧化法、順丁烯二酸臭1氧氧化法、二氯乙酸水解氧化法、二氯乙酸甲酯水解2法。微波在有機(jī)合成、催化反應(yīng)等方面都有很好的應(yīng)取乙醛酸水溶液約1g，加入蒸餾水25mL和1f5硫酸10mL，加熱到6080C，用0.05moIL-1的KMDO4溶液滴定至紅色30S不褪色，即為終點(diǎn)。乙醛酸含量用下列

3、公式計算：乙醛酸%=!X"X74X100#X1000用，在羧酸酯、酰胺及蛋白質(zhì)的水解取得了滿意的效果，日本采用微波成功地實現(xiàn)了橄欖油水解制造肥皂的工3。作者采用微波輻照，利用二氯乙酸甲酯經(jīng)業(yè)化生產(chǎn)式中：!為KMDO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度，moIL-1；"為消耗的KMDO4溶液的體積，mL；#為試樣重，g；74為乙醛酸的分子量。水解制備乙醛酸，以提高二氯乙酸甲酯的水解速度，縮短反應(yīng)時間，節(jié)省能耗。該反應(yīng)可表示如下： CI2CHCOOCH3+2CH3COOna+2H2O一一一、CHOCOOH+2CH3COOH+CH3OH+2naCImicrowave2 結(jié)果與討論2.1 微波功率

4、對產(chǎn)率的影響對二氯乙酸甲酯71.5g（0.5moI）、三水醋酸鈉150g和水400mL的混合體系，用不同的微波功率輻射41，測定乙醛酸的產(chǎn)率，結(jié)果列入表1。表1不同微波功率對乙醛酸產(chǎn)率的影響1 實驗1.1 試劑及儀器二氯乙酸甲酯，工業(yè)品，含量99.3%，湖北省仙桃市楚天精細(xì)化工廠；其余均屬市售分析純試劑。在特制的反應(yīng)器中加入少許沸石、定量的二氯乙酸甲酯、三水醋酸鈉和水。在連續(xù)微波輻射方式下回流至均相后，每隔一定時間取出2mL產(chǎn)物，用0.05moIL-1的KMDO4溶液滴定至KMDO4溶液含量不再增加時為反應(yīng)終點(diǎn)。常規(guī)加熱乙醛酸的制備在裝收稿日期：2004-08-17Tab.1 Effectof

5、microwavepoweronyieldofglyoxalicacid微波功率/ 乙醛酸產(chǎn)率/%10018.720023.230025.440028.750027.960029.1表1數(shù)據(jù)表明，隨著微波輻射功率的增大，二氯乙酸甲酯的反應(yīng)速率加快，產(chǎn)率不斷增加，但功率超過400 以后，產(chǎn)率變化幅度減小。因此，在實驗過程中，微波功率為400 比較合適。2.2 反應(yīng)時間對乙醛酸產(chǎn)率的影響組成與2.1相同的體系，分別用400 的微波輻作者簡介：劉學(xué)清（1969-），女，陜西安康人，四川大學(xué)博士，從事微波化學(xué)研究工作。電話E-maiI：LiuxuegiDg2000。劉學(xué)清等

6、：微波輻照二氯乙酸甲酯制備乙醛酸 2004年第6期43照和常規(guī)加熱法進(jìn)行反應(yīng)，測定不同反應(yīng)時間時乙醛酸的產(chǎn)率，結(jié)果如表 。表2 反應(yīng)時間對乙醛酸產(chǎn)率的影響Tab.2 Effectofreactiontimeonyieldofglyoxalicacid反應(yīng)時間 h微波法產(chǎn)率傳統(tǒng)法產(chǎn)率 9 從表 可看出，采用微波輻照法進(jìn)行水解，在 的微波功率下，乙醛酸的產(chǎn)率隨反應(yīng)時間延長而增加，但 h以后，產(chǎn)率變化較小，始終在 左右。采用常規(guī)加熱法，乙醛酸的產(chǎn)率在 h才達(dá)到最大值，為 。因此微波反應(yīng)的速率比傳統(tǒng)加熱快了將近 倍，大大縮短了反應(yīng)時間。2.3 反應(yīng)物濃度對產(chǎn)率的影響組成與 相同的體系，利用 的微波照射 h和常規(guī)加熱反應(yīng) h，測定不同二氯乙酸甲酯的濃度下乙醛酸的產(chǎn)率，結(jié)果如圖所示。微波輻照二氯乙酸甲酯制備乙醛酸作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：劉學(xué)清， 劉繼延， 張遠(yuǎn)方劉學(xué)清,張遠(yuǎn)方(江漢大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北,武漢,430056)， 劉繼延(武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院,湖北,武漢,430072)化學(xué)與生物工程CHEMISTRY