己二酸的綠色合成實驗報告

1、己二酸的綠色合成實驗報告1、 實驗目的 1、通過己二酸的制備，了解傳統(tǒng)合成方法的劣勢和綠色合成方法的優(yōu)勢； 2、熟悉催化劑無需回收條件下的循環(huán)使用。2、 實驗原理 己二酸(adipic acid)俗稱肥酸，分子式為C6H10O4。對于己二酸的生產工藝目前全世界用的最廣泛的是采用以環(huán)己乙醇或環(huán)己酮為原料的硝酸氧化工藝路線（圖1）。在此生產路線中，使用強氧化性的硝酸，嚴重腐蝕設備，而且生產過程中產生的N2O氣體被認為是引起全球變暖和臭氧減少的原因之一，給環(huán)境造成極大的污染。日本科學Ryoji Noyon 于1998年Science上發(fā)表了一篇有關己二酸的綠色合成方法，提出了用水作溶劑，H2O2作氧

2、化劑，鎢酸鈉（Na2WO4）作催化劑，在硫酸氫鉀（KHSO4）的參與下，甲基三辛氯化銨（aliquat 336)作相轉移催化劑的綠色制備路線。這個路線不用強酸，不產生N2O有害氣體，用水作溶劑不產生廢液，并且催化劑不用回收可以直接循環(huán)使用。此后，又有研究人員發(fā)現(xiàn)，無需相轉移催化劑，采用水作溶劑，H2O2作催化劑，利用鎢酸鈉-草酸原位合成的配位催化劑亦可合成己二酸（圖2）。OOHOHHOO80oCHNO3O圖1 傳統(tǒng)合成方法制備己二酸KHSO4，Aliquat336OOHHONa2WO4·2H2O·H2O2HOOHOONa2WO4·2H2OH2C2O4·2

3、H2O·H2O2圖2 兩種不同的綠色合成方法制備己二酸3、 儀器和試劑1、儀器 磁力加熱攪拌器，冷凝管，圓底燒瓶，燒杯，干燥管，表面皿，堿式滴定管，熔點測定儀，三頸燒瓶，真空泵，分析天枰。2、試劑 鎢酸鈉（AR），環(huán)己醇（AR），環(huán)己烯（AR），濃硝酸（AR），硫酸氫鉀（AR），甲基三辛基氯化銨（AR），過氧化氫（AR），草酸（AR）。四、實驗步驟 1、傳統(tǒng)制備方法將2ml濃硝酸加入到10mL圓底燒瓶中，放入攪拌磁子，裝上冷凝管，裝置圖如下（見圖3）。在通風櫥里（為有N2O氣體放出）加熱到80oC。接著將1mL環(huán)己醇通過滴管從冷凝管上方緩慢滴加到圓底燒瓶中，在滴加的過程中，盡量避免環(huán)

4、己醇與冷凝管內壁的接觸，滴加速度控制在1滴/min左右，滴加過程持續(xù)3040min 。滴加完后，保持80oC繼續(xù)反應2h，然后冷卻至室溫，冰水浴中冷卻，晶體析出。用布氏漏斗抽濾，用少量冰水洗滌，再用少量乙醇洗滌，盡量抽干晶體。收集藥品在干燥箱中進行干燥15min，稱量計算產率，取少量產品測定熔點。 圖3 傳統(tǒng)制備方法裝置圖 2、綠色制備方法鎢酸鈉-草酸做催化劑在100mL三頸燒瓶中加入1.50g鎢酸鈉，0.57g草酸，34.0mL30%的H2O2和磁子。室溫下攪拌1520min后，加入6.00g環(huán)己烯。搭好回流裝置（見圖4），繼續(xù)快速劇烈攪拌并加熱至回流。反應過程中回流溫度將慢慢升高，回流1.

5、5h后，將熱的反應液倒入100mL燒杯中，冷水冷卻至近室溫后，再在冰水浴中冷卻20min。用布氏漏斗抽濾，5mL冰水洗滌后，再用5mL乙醇洗滌，盡量抽干晶體，將產品干燥至衡中后，稱量，記錄己二酸的質量，計算產率，取少量產品測定熔點。圖4 綠色制備方法裝置圖 3、己二酸含量的測定用酸堿滴定法測定己二酸的含量。分別準確稱取兩次實驗產品0.1g（準確至0.0001g）于250ml錐形瓶中，加入50mL熱的蒸餾水，攪拌溶解樣品。加入1滴酚酞指示劑，用0.1mol/L-1的氫氧化鈉標準溶液滴定至微紅色，30s內不退色即為終點。各滴定2份。計算樣品中己二酸的百分含量。產品產品質量/g初讀數(shù)/mL終點讀數(shù)/mLNaOH濃度/mol·百分含量傳統(tǒng)方法制備0.10860.0015.920.088295.680.10020.0015.110.0882綠色方法制備0.10110.0015.450.088297.170.10000.0014.900.0882五、結果與討論制備方法原料質量/g理論產量/g實際產量/g產率/%熔點/oC純度/%傳統(tǒng)方法3.845.602.5245.00149.1151.595.68綠色方法6.0010.683.2230.14151.3152.097.17由上表可知，傳統(tǒng)方法制備產品