鄰苯二甲酸酐-一縮二乙二醇-甲基丙烯酸酯的合成

鄰苯二甲酸酐-一縮二乙二醇-甲基丙烯酸酯的合成

碳碳雙鍵重離子試驗二甲苯二羧酸（pa）是一種重要的機化劑。廣泛應(yīng)用于增塑劑、醇酸樹脂合成和飽和聚酯樹脂合成。本試驗合成的鄰苯二甲酸酐-一縮二乙二醇-甲基丙烯酸酯含有碳碳雙鍵,可應(yīng)用于光固化樹脂、膠黏劑、橡膠工業(yè)等領(lǐng)域1實驗1.1實驗試劑與儀器實驗藥品:鄰苯二甲酸酐(分析純),北京化學(xué)試劑公司;一縮二乙二醇(分析純),國藥基團化學(xué)試劑有限公司;甲基丙烯酸(分析純),天津市化學(xué)試劑一廠;NaOH(GB209-93),天津市漢沽津華化工有限公司;環(huán)己烷(分析純),天津市博迪化工有限公司;吩噻嗪(化學(xué)純),中國醫(yī)藥上?；瘜W(xué)試劑公司;對甲基苯磺酸(分析純),中國醫(yī)藥上?；瘜W(xué)試劑公司。實驗儀器:2X-8型旋片式真空泵(沈陽真空泵廠);JJ-1精密電力電動攪拌器(常州國華電器有限公司);JA3003電子分析天平(上海天平儀器廠)。1.2合成阿成分配產(chǎn)品由兩步合成:1.3鄰苯二甲酸酐-一縮二乙二醇酯的合成在配置了機械攪拌器、冷凝管的250ml四口燒瓶中,加入鄰苯二甲酸酐與一縮二乙二醇,加熱攪拌,反應(yīng)一定時間后,將生成液用氫氧化鈉溶液中和,水洗,再用無水碳酸鈉干燥,之后過濾,將濾液減壓蒸餾,即得本試驗的中間產(chǎn)物鄰苯二甲酸酐-一縮二乙二醇酯。通過液相色譜分析儀分析產(chǎn)品。向鄰苯二甲酸酐-一縮二乙二醇酯中滴加甲基丙烯酸,吩噻嗪作阻聚劑,環(huán)己烷作帶水劑,升溫至回流開始反應(yīng)。之后降溫至40℃,用氫氧化鈉溶液中和,水洗4次,最后一次靜止8h,分去下層水液,再用無水碳酸鈉干燥,過濾,加入阻聚劑,減壓蒸餾得產(chǎn)品,通過紅外進行產(chǎn)品分析。2結(jié)果與討論2.12.1.1間對產(chǎn)率的影響反應(yīng)溫度為180℃,原料比為1∶2,反應(yīng)時間對產(chǎn)率的影響如表1所示?？梢钥闯?隨著反應(yīng)時間的延長產(chǎn)率增加,當反應(yīng)時間超過8h后,產(chǎn)率增加不明顯,所以最佳反應(yīng)時間為8h左右。2.1.2各因素對表面質(zhì)量的影響反應(yīng)時間8h,原料比為1∶2,溫度對產(chǎn)率的影響如表2所示。反應(yīng)溫度太低,反應(yīng)速度減慢,導(dǎo)致反應(yīng)時間過長;溫度過高,副反應(yīng)增多。從實驗結(jié)果看,最佳反應(yīng)溫度為180℃。2.1.3表1:表1溫度為180℃,反應(yīng)8h,原料比對產(chǎn)率的影響如表3所示。隨著反應(yīng)物摩爾比的增大,產(chǎn)率也增大,當反應(yīng)物的摩爾比達1∶2之后,產(chǎn)率不再增加,反而下降,所以最佳反應(yīng)物的摩爾比為1∶2。2.2粗產(chǎn)品后處理對甲基苯磺酸作催化劑,影響產(chǎn)率的主要因素有反應(yīng)溫度、催化劑用量、反應(yīng)物配比、反應(yīng)時間、攪拌速度及粗產(chǎn)品后處理方法等。在實驗操作過程中充分考慮并消除了粗產(chǎn)品后處理等因素的影響,確定的因素、數(shù)據(jù)及水平見表4。2.2.1影響因素和數(shù)據(jù)2.2.2正交試驗為了考察影響此反應(yīng)的各因素,根據(jù)表4的反應(yīng)因素及其水平取值,進行L2.2.2.溫度對生成物產(chǎn)率的影響由正交試驗中的極差分析得知,在此試驗中反應(yīng)溫度對生成物產(chǎn)率的影響較大,再進一步補點實驗,當溫度升高到100℃時,生成物的產(chǎn)率由89.17%下降到75.45%。當溫度降低到65℃,反應(yīng)幾乎不能進行。因此,反應(yīng)溫度選擇在85℃比較適合。2.2.2.催化劑添加量的確定由極差分析結(jié)果可知,在此實驗中,催化劑的加入量對產(chǎn)率的影響較小。進一步補點實驗,催化劑加入量達到7%時,不但浪費催化劑,而且生成物的產(chǎn)率由89.17%下降到74.23%;當催化劑用量小于1%時,反應(yīng)不易進行。在此實驗中,最佳催化劑用量為3%比較適宜。2.2.2.阻聚劑的用量隨著溫度的升高,原料甲基丙烯酸容易發(fā)生自聚反應(yīng)。為了防止甲基丙烯酸發(fā)生聚合反應(yīng),除控制在適宜的反應(yīng)溫度外,必須選擇適宜的阻聚劑。本試驗選擇吩噻嗪作阻聚劑。阻聚劑加入量小于一縮二乙二醇質(zhì)量的0.8%時,生成物的收率有所下降,并伴隨著少量的甲基丙烯酸聚合現(xiàn)象。當阻聚劑的量大于一縮二乙二醇質(zhì)量的0.8%時,反應(yīng)生成物的產(chǎn)率減小,并浪費大量藥品。所以阻聚劑的量為一縮二乙二醇量的0.8%較為適宜。2.2.2.反應(yīng)時間對產(chǎn)品產(chǎn)率的影響隨著反應(yīng)時間的延長,生成物的產(chǎn)率呈線性增加。進一步補點試驗,當反應(yīng)時間少于6h時,生成物中含有大量未反應(yīng)的原料;若反應(yīng)時間由8h延長到10h,產(chǎn)物的產(chǎn)率不變。為了節(jié)約能源,又使產(chǎn)物產(chǎn)率達到最高,反應(yīng)時間為8h較好。2.2.3產(chǎn)品性能對產(chǎn)品進行紅外光譜分析。在1724cm3原料配比和反應(yīng)時間(1)合成鄰苯二甲酸酐-一縮二乙二醇酯的最優(yōu)工藝條件為:反應(yīng)溫度為180℃,鄰苯二甲酸酐和一縮二乙二醇的原料配比為1∶2,反應(yīng)時間是8h,產(chǎn)率高達84.67%。(2)由正交試驗得出,合成鄰苯二甲酸酐-一縮二乙二