（应用化学专业论文）苯甲酰甲酸及其酯的合成研究.pdf

摘要 苯警懿攀酸及其繇怒霾要的药谚会残中闻傣。论文着重扶孳羧二乙酯和五鬟 化磷的反应产物与苯发擞酰化反应的路线，高锰酸钾氧化苯乙烯的合成路线对合 成目标产物苯甲酰甲酸己酯进行了实骏研究。探讨了影响反应的因索和可能的反 癍机理。 革酸二己酯与五氯化磷在1 1 5 殷应9h ，从爱威液中蒸馏出二氯乙氧基五黢 乙酯，气相色谱归一化法测得纯度为9 7 ，较文献报道的纯度8 0 高1 7 。二 氯乙氧基乙酸乙酯与苯农二氯甲烷溶液中无水三氯化铝存在下反殿6 h 9 h 得到 苯甲酰串酸乙酯。逶过纛交实验侥纯了工艺条释，产物 | 芟率叁文献豹2 0 提嵩至 8 0 左右。同时利用气质联用谱和核磁拱振谱对产物结构进行了液征，发现产物 中除苯甲酰甲酸乙酯外，还含有对乙基苯甲酰甲酸己酝。并分析了副产品生成机 理及各嚣索辩反应豹影嚼。 以c t a b 为相转移催化剂，5 5 时将苯乙烯、氨氧化钠和水的混合物中分批 加入高锰酸钾，搅拌反应5 m i n 得到粼甲酰甲酸，收率为7 2 。苯己烯、氢氧化 镳、蔫锰酸镑、c t a b 懿爱瘦壤囊量魄为：l ：1 5 6 ：2 , 6 ：0 菸。讨论了p t c 爱纛 原理和反应动力学等。 用高剪切机乳化苯乙烯，然后用嵩锰酸钾氧化也可得到6 3 目标产物苯甲酰 零酸，阕辩生产了2 7 弱裂产物苯事羧。 用自制的固体超强酸s 0 4 t i 0 ，为催化剂，由苯甲酰甲酸和乙醇合成了苯甲 酰甲酸乙酯。讨论了固体超强酸催化剂酸中心的形成，催化剂失活等问题。 关键试：恭甲酸甲酸、苯甲酰甲酸己聚、苯乙烯、孳酸二乙蘸、二氯乙氧乙黢 乙酯、草醣化、高锰酸铆氧化、p t c 、阻俸超强簸缳化、乳纯 a b s t r a c t b e n z o y l f e r m i ca c i da n di t se s t e r sa r ei m p o r t a n ti n t e r m e d i a t e si nt h e m a n u f a c t u r eo fp h a r m a c e u t i c a l s t h es y n t h e s i so fe t h y lb e n z o y l f o r m a t ev i a o x a l y l a t i o no fb e n z e n ea n dp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t eo x i d a t i o no fs t y r e n e w e r es t u d i e di nt h i sp a p e r 。t h ei n f l u e n c i n gf a c t o r so ft h er e a c t i o na n d t h ep o s s i b l em e c h a n i s m so ft h er e a c t i o n sw e r ed i s c u s s e d + e t h y ld i c h l o r o ( e t h o x y ) a c e t a t ew a sp r e p a r e dv i ad i s t i l l a t i o no ft h e r e a c t i o nm i x t u r eo fd i e t h y lo x a l a t ea n dp h o s p h o r u sd e n t a c h l o r i d ea t1 1 5 f o r9h o u r sa n di t sp u r l t yw a sd e t e r m i n e db yg cn o r m a l i z a t i o nm e t h o dt o b e9 豫w h i c hw a s1 7 雏h i g h e rt h a nt h e1 i t e r a t u r er e p o r t e dv a l u eo f8 e r e a c t i o no fe t h y ld i c h l o r o ( e t h o x y ) a c e t a t ew i t hb e n z e n ei nc h 2 c 12i nt h e p r e s e n c eo f2 m o l ee q u i v a l e n to f a i c l 3a t0 f o ra b o u t6t o9h o u r sg a v e e t h y lb e n z o y l f o r m a t ei n7 9 。8 6 y i e l dc o m p a r e dw i t ht h ei i t e r a t u r ey i e l d o f2 0 。t h es t r u c t u r ea n dc o m p o s i t i o no ft h ep r o d u c tw a sc h a r a c t e r i z e d b y g c m sa n dn m r s p e c t r o s c o p y i tw a sf o u n dt h a t e t h y l p e t h y l b e n z o y l f o r m a t ew a sp r e s e n ti nt h ep r o d u c ti na d d i t i o nt ot h en o r m a l o x a l y l a t i o np r o d u c te t h y lb e n z o y l f o r m a t e t h er e a c t i o nm e c h a n i s ma n d r e a c t i o nf a c t o r sw e r ed i s c u s s e d 。 p o t a s s i u mp e r m a n g a n a t ew a sa d d e dt oam i x t u r eo fs t y r e n e 。s o d i u m h y d r o x i d es o l u t i o na n dw a t e ri nt h ep r e s e n c eo fp h a s et r a n s f e rc a t a l y s t c t a ba t5 5 t h er e s u l t a n tm i x t u r ew a sa l l o w e dt or e a c tf o r5m i na n d b e n z o y l f o r m i ea c i dw a so b t a i n e di n7 2 y i e l d 。t h em o l er a t i oo fs t y r e n e ： n a o h ：k m n 0 4 ：c t a bw a sl ：1 5 6 ：2 6 ：0 0 5 t h ek i n e t i c sa n dm e c h a n i s mf o r p t cr e a c t i o nw e r ed i s c u s s e d b e n z o y l f o r m i ca c i dw a sa l s oo b t a i n e di n6 3 v i ao x i d a t i o no fs t y r e n e e m u l s i o ni nw a t e rw i t hp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t e 。i nt h es a m et i m et h e r e a c t i o ng a v e2 7 o fb y p r o d u c t ，b e n z o i ca c i d e t h y lb e n z o y l f o r m a t ew a ss y n t h e s i z e df r o mb e n z o y l f o r m i ca c i da n d e t h a n o lu s i n gs o ? 一w i0 2a sac a t a l y s t + t h ef o r m a t i o no ft h ea c i d i cc e n t e r a n dt h el o s so fa c t i v i t yo ft h es o l i ds u p e r a c i dc a t a l y s tw e r ea n a l y z e d 。 k e y w o r d s ：b e n z o y l f o r m i ca c i d ；e t h y lb e n z o y l f o r m a t e ：s t y r e n e ；d i e t h y l o x a l a t e ： e t h y l d i c h l o r o ( e t h o x y ) a c e t a t e ：o x a l y l a t i o n ；p o t a s s i u m p e r m a n g a n a t eo x i d a t i o n ；p t c ；s o l i ds u p e r a c i dc a t a l y s t ：e m u l s i f i c a t i o n 硕士论文苯甲酰f f | 酸及其酯的合成研究 i 绪论 1 1 选题背景 苯甲酰甲酸又称苯乙酮酸，化学命名为a 氧代苯乙酸，英文名称叫 洳o x o - p h e n y l a c e t i ca c i d 也有以下名称：0 c - o x o b e n z e n e a c e t i ca c i d ，p h e n y l g l y o x y l i c a c i d ( p g a ) ，b e n z o y l f o r m i ca c i d 。苯甲酰甲酸及其甲( 乙) 酯的分子式如下： 9 洲9 睐 a lr = c h l b lr c 2 h 5 苯甲酰甲酸是防治脑血栓和高血压药物的重要中删体。“i ”也可用于染发剂， 荧光剂，光引发剂等，需求量较大。它能与许多过渡金属离子形成络合物，特别 是与杂环化合物的衍生物的二价铁盐反应，生成亚铁原卟啉酶的络合物，用束做 氧化反应的催化剂。它与胺类、肼的衍生物反应可以用来制备芳基三唑啉型和三 嗪型化合物，用作除草剂。 苯甲酰甲酸( 乙) 酯是治疗胃及十二指肠溃疡药物奥芬溴铵的中间体”1 。前用 英滕等发明了由苯甲酰甲酸生产具有光学活性的r 一( 一) 扁桃酸的生物发酵方法。 使得苯甲酰甲酸的用量大增。r 一( 一) 扁桃酸的生产工艺是否能工业化的关键是苯 甲酰甲酸的价格。如果能提供廉价的苯甲酰甲酸，就可以确立由发酵法生产r 一( 一) 扁桃酸的工业方法。早在上世纪九十年代初r 一( 一) 扁桃酸的世界产量就超过了 1 0 0 0 吨，主要用作抗菌素的合成中问体。所以它还是生产扁桃酸酯和阿托品类 解痉剂的原料。 苯甲酰甲酸属旷酮酸容易氧化、脱羧、脱酮基，制取比较困难。当前工业制 备是用扁桃酸经过微生物发酵氧化或用苯乙炔经过二氧化硒氧化来获取。但原料 难获 导、成本较高。络合催化苯双羰基化来制备苯甲酰甲酸有报道，但要求在高 压氮气保护下通入一氧化碳来进行反应制得，条件苛刻，使得大规模的：e i k 化生 产砭州叭：i j i | 用苹酸二乙酯、五氯化磷和苯经两步反应法合成苯甲酰甲酸乙酯的工艺还没 有见到完整的报道。本论文对此傲了初步研究，并对其工艺条件进行了优化。 苯乙烯的相转移催化高锰酸钾氧化法制备苯甲酰甲酸，由于高锰酸钾的用量 大，生成l m o l 的苯甲酰甲酸需要2 m o l 以上的商锰酸钾。从高锰酸钾的价格来考 虑，实用的可能性较小，但如果解决了高锰酸钾的回收利用，即电解氧化产物二 嫒圭论文苯攀凝警酸度j 穗靛戚鹾究 氧化锰生产高镛酸钾，就可以在工渡上有效地合成苯甲酰甲酸，原料易得，反应 周期短，收率较简，具有较好前景。 本论文主要磺究了幽、草酸二乙激、矗氯化磷和苯缀掰步反应法合成苯甲酰 学羧己繇豹工艺，劳对苯乙爝豹稷转移缆纯氧德法裁备苯擎酝学酸及其涨遴孬了 攘讨。对将氧豫谶筏产生的不溶毪二畿纯锰用电解法孬雯麓镶酸镯龟骰了毒葶缎熬 描述。对苯甲酰甲酸及其甲( 乙) 酯的结构和热分解反应等也进行了初步探讨。 1 2 苯甲酰甲酸及其甲( 乙) 穗的合成进展 文献掇遥的合成方法主要有以下，l 萃孛： ( 1 扁橇羧乙酯静催纯氧托法。 ( 2 ) 二氯烷氧基乙酸烷基酯在路易斯酸存在下与势族化合物反应法。 ( 3 ) 苯乙烯催化氧化法。 ( 4 ) 炔酸疆德氧往法。 ( 5 ) 其它方法。 扁桃酸乙醑的催化氧化法( 5 l 在水有机两相体系中，以季铵熊和铜盐为催化剂，用叔丁基过氧化氯物 ( 强珏p ) 对醇联羟基酸类进行逸撵簸诧疆氢爱瘟两稍餐强标产羧。毽谤系中 t b h p 在催纯遥稔中容易分解，藏熬入铜蘸以形成一个瓤鬏的催耽俸系。 o h 占h c 0 2 e t 十b u l 0 2 ( a q ) * 舻 c c 0 2 e t + b u t o h + t - 1 2 0 其俸静实验攥律瓣下： 将扁桃酸乙酾( 4 7 2 9 ，2 6 2 0 m m 0 1 ) 加入二氯甲烷( 1 0 m l ) 和t b h p ( 3 4 0 9 ： 7 0 在水相，2 6 2 0 m m 0 1 ) 体系中，在0 1 5 9 四丁基溴钹( t e t r a - n b u t y la m m o n i t i m b r o m i d e 。t b a b ) ( o + 7 9 m m o l ，3 m 0 1 ) 和二氯化铜( 3 5 2 m g ，0 2 6 m m o l ，l t 0 0 1 ) 存在- f ，2 54 c 爱巍2 4 h 。霹疫瘟釜残懿混合凌透露气稳撬港分瓠显示6 氅豹癞爨 酸乙酯已经黻1 0 0 的选择性转化为苯甲酰甲酸乙醣。 反应体系中的两种催化剂都很熏要。没有铜赫反威不能进行：没有t b a b 反应的转化率不离于4 。但该种铵赫不能含有反卤素的i f ； 离子，如4 一1 1 一丁基 硕士论文苯r l 酰甲簸发j c 酯的含成研究 硫酸氢铵，在反应中它没有活性。虽然催化剂不仅仅只是溴阴离子，但其它的一 些溴阴离子如滨化钾，四甲基溴铵却无活性。c u c i ，c u c l 2 甚至是铜粉( 转化成 可溶性铜的化合物) 都有催化活性。 此方法的优点是反应步骤少，转化率高，选择性好。而且凶为体系中铜盐抑 制了t b h p 的分解，所以不需要过量试刺，也不需要逐渐加入试剂。但反应本身 的原料就不易得，而且作为催化剂的铜盐价格也较贵，所以反应的经济价值不是 很高。 二氯烷氧基乙酸烷基酯在路易斯酸的存在下与芳族化合物反应法1 6 1 本方法用二氯( 乙氧) 乙酸乙酯与芳族化合物在三氯化铝存在下反应可得芳 香族0 l 一酮酯。二氯( 乙氧) 乙酸乙酯能由草酸二烷酯和五氯化磷反应而制得， 产率可观的，它们在有机合成上有广泛的用途。芳香族o 【一酮酯的合成是在路易 斯酸的条件下二氯( 乙氧) 乙酸乙酯与芳族化合物的反应。 oo oo e t 。，、业吐 i e 们l - c - o o e t + p c i s +e t o _ 扯b i c i 亡i oo e t + e t o 一岂一邑一c i + +e t o c c c i + 占 o0 i i c c o e t 实验操作如下： 苯与二氯( 乙氧) 乙酸乙酯在氯仿中反应。苯( 0 0 5 t 0 0 1 ) 和二氯( 乙氧) 乙 酸乙酯( o 0 5 m 0 1 ) 溶解于1 0 0 m l 氯仿中并在冰浴中保持0 。c 5 。再将粉状三 氯化铝( 0 1 m 0 1 ) 加入到搅拌良好的混合物中反应2 0 - 4 0 r a i n 。然后在0 。c 5 。c 下 保持8 0 r a i n 。再将混合物倒入冰水中并加入氯仿，将此混合物萃耿二次，氯仿溶 液用1 0 的碳酸氢钠溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥。蒸馏掉氯仿后，残渣用 油泵真空蒸馏。蒸馏产物用g l c ，i r 和n m r 分析。 最大的不足是：反应体系需要耐高温咐腐蚀。而且反应的时叫过长。各利惰2 耗较大，后处理复杂。 苯乙烯催化氧化法1 9 - 1 2 1 应用相转移催化技术，碱性条件下，高锰酸钾氧化苯乙烯合成苯甲酰甲酸， 硕士论文苯| f i 酰呵1 酸搜其酯的合成研究 产率较好。酯化反应如用硫酸作催化剂，容易造成苯甲酰甲酸的分解，降低了产 率。若用固体超强酸作催化剂合成苯甲酰甲酸乙酯则可避免以上情况发生。反应 式如下： 9 僻州2k m n 0 4 p t c n a o h 。 嗽9 。飘。 a ：r ：c h 3 ；b ：r = c 2 h 5 实验操作如下： ( 1 ) 苯甲酰甲酸的制备。 苯乙烯( 1 7 m l ，1 5 m 0 1 ) ，水( 2 0 0 m l ) ，氢氧化钠( 3 9 ) 和甲基三辛基氯化胺 ( o 3 9 ) 混合，搅拌，溶解。加热到5 0 c 。将高锰酸钾( 6 0 9 ，0 3 8 m 0 1 ) 分批投入 反应瓶中，温度不超过6 0 ( 2 。加毕，反应1 0 m i n ，冷却，过滤。用水( 4 0 m l ) 分两次洗涤固体，抽干。滤液与洗涤液合并，用盐酸酸化至p h 2 3 ，析出沉淀苯 甲酸，过滤弃去。滤液用氯化钠盐析，用乙酸乙酯萃取。萃取液经干燥，蒸出乙 酸乙酯，得白色晶体( 1 5 4 9 ，7 0 ) 。产品经乙酸乙酯重结晶，m p 6 5 6 6 。c 。 ( 2 ) 苯甲酰甲酸甲酯的制备。 在装有分水器、回流冷凝器的烧瓶中加入苯甲酰甲酸( 3 0 9 ，0 2 m 0 1 ) 、无水乙 醇5 0 m l ( 0 8 6 m 0 1 ) ，1 ，2 - 二氯乙烷( 1 5 0 m l ) 和t 。0 2 s 0 4 5 固体超强酸( 0 6 9 ) ， 加热回流2 h 后开始分水。至分出液体达1 5 m l 后，往烧瓶中补加甲醇 ( 1 0 m l 0 2 5 m 0 1 ) ，继续反应，至分不出水为止。蒸去甲醇，冷却，过滤( 滤出 的催化齐l j 烘干，可再用) 。滤液依次用5 碳酸氢钠溶液( 5 0 m l ) 、水( 5 0 m l ) 洗涤，干燥，蒸馏回收二氯乙烷。减压蒸馏收集1 3 8 c 2 0 0 k p a 的馏分，得产品 ( 3 2 9 ，9 0 ) 。 此法有显著的优点：首先是原料苯乙烯易得且价格便宜。反应条件温和，转 化率高，后处理也相对容易。 不足之处是：反应条件、反应量要严格控制，容易产生副产物。更重要的是 氧化剂高锰酸钾用量大，这样就没有了经济价值。如果解决二氧化锰的叫收问题 则有很大的实用价值。 炔酯催化氧化法3 4 炔类化合物( a l k y n e s ) 在有机合成中有多功能用途，如乙氧乙炔锂 硕l 论文苯甲酰叮 艘及) e 酯的合成i 一玎究 ( 1 i t h i o e t h o x y a c e t y l e n e ) 和亲电子试剂( e l e c t r o p h i l e ) 的反应。推测到：取代基的 炔基醚的氧化反应可能是制备a 酮酯及其衍生物的一种普遍方法。用酰基阴离子 ( a c y la n i o n ) 的等效离子为( 醚) 炔阴离子的思路。可以高产率地合成- 酮酯，以 及1 3 二酮酯，酮1 3 一羟基酯。 0 | l 9 三0 v 三。| o v | i o 高锰酸钾在缓冲的水性丙酮( b u f f e r e da q u e o u sa c e t o n e ) 中氧化炔酯( a l k y n y l e t h e r s ) 面得到相应的娃酮酯( o t - k e t oe s t e r s ) ，是制备静酮酯的一种新型方法。 在钯铜触媒( p a l l a d i u m c o p p e r - m e d i a t e d ) 催化剂条件下，碘苯( i o d o b e n z e n e ) 与乙基乙炔醚( e t h y le t h y n y le t h e o 发尘耦合反应( c o u p l i n g ) ，得到的乙氧基乙炔苯 【( e t h o x y e t h y n y l ) b e n z e n e 在缓冲的水性丙酮中( p h = 7 0 7 5 ) 被高锰酸钾氧化， 得到无色油状的氧代苯甲酸乙酯( o x o p h e n y l a c e t i ca c i de t h y le s t e r ) 。 k m n 0 4 o + p h = 7 0 q 实验操作如下： 炔醚的制备 乙基乙炔醚的产品为5 0 ( 质量比) 的乙基乙炔醚正己烷溶液。四氢呋哺 ( t h f ) 需从苯甲酮钠( s o d i u mb e n z o p h e n o n ek e t y l ) 中蒸馏后备用。 如上所述的乙基乙炔醚( 1 0 9 1 4 2 5 m m o l ，1 4e q u i v ) 用1 0 m l 的四氢呋喃稀 释，搅拌冷却至7 8 ( 2 。逐步滴加n b u l i ( 8 9 m l l 6 m o l l 的f 己烷溶液，1 4 2 5 m m 0 1 1 4e q u i v ) 1 5 m i n 。反应混合物维持在7 8 。c 反应2 h ，再滴入含亲电试剂碘苯 的四氢呋喃溶液( 1 0 8 1 m m o l ，le q u i v , t h f l o m l ) 。维持在- 7 8 c 直到t l c 分析结 果显示为完全反应为止。 将反应混合物倒入水中( 5 0 m l ) 用乙酸乙酯萃取( 2 2 5 m l ) ，有机棚经过 盐水洗涤，n a 2 s 0 4 干燥，过滤，浓缩。产品经过柱层析提纯( 沈脱液为l o 一 2 0 的乙酸乙酯的f 己烷溶液) ，得到炔醚纯产品。 硕上论文苯甲酰l ： 1 酸及儿酯的合成研究 炔醚的氧化 炔醚( o 3 9 ，3 0 m m o l ，1 0e q u i v ) 溶解在5 0 m l 丙酮中，将它加入到 n a h c 0 3 ( 0 1 5 9 ，l 。8 m m o l ，0 。6e q u i v ) 、m g s 0 4 ( 0 ，7 2 9 ，6 0 m m o ! ，2 0e q u i v ) 和水 ( 5 0 m l ) 的混合液中，2 3 下剧烈搅拌加入k m n 0 4 ( 1 4 1 9 ，9 0 m m o l ，3 0e q u i v ) 。 2 39 c 搅拌反应2 5 m i n 后，倒入水中，用e t o a c 萃取4 次。有机相经过盐水沈 涤至无色，n a 2 s 0 4 干燥，过滤，浓缩。产品经过柱层析提纯( 沈脱液为1 0 一 2 5 的乙酸乙酯的正己烷溶液) ，得到纯产品。 以上几种制备方法各有其特点。其中，扁桃酸乙酯的催化氧化法由于原料的 价格本身就较贵，在工业上没有太大竞争力；炔酯催化氧化法，其原料更是难于 大规模生产，只是作为一种新颖的合成思路，有很大的研究意义。 本论文在参考上述文献的基础上欲探索出一条更便捷、经济、高效的适用于 工业生产的合成方法。鉴于实验室和工业上的可行性，首选苯草酰化和苯乙烯氧 化这两种路线进行实验的研究。 6 碛：0 论文苯叩酰甲艘及其酶的含成研究 2 苯草酰化法合成苯甲酸单酸乙熬的研究 本章主要研究了出草酸二乙酯、五氯化磷和苯经两步反腹合成苯甲酰甲酸乙 酝麴王艺，反应过程如下： o o oo e t | f| i l l e t o c c o e t + p c l 5 _ e t o - - c ”一e c i + p o c i s + 单一分o 必o i ieto-c tc i i 一i + c c l _ ：，一c e o e t l o o 2 。l 实验部分 2 1 1 仪器和试剂 w a t e r s 2 4 8 7 滚穗色港纹：s a t u r n2 0 0 0 气凌联翅纹；b r u k e r3 0 0 m i f z 菝磁共羰纹， 所用试剂均为分析纯。 2 1 2 二氯乙氧基乙酸乙酾的制备 穆荤羧二己酪( 4 3 ，8g ，0 3m 0 1 ) 燕入魏滏酱烧簸中，然磊热入蠢鬣 乏磷 ( 6 2 4g ，0 3 m 0 1 ) 。加热搅拌。当温度升至8 06 c 时黄色的血氯化磷玎贻溶解。 继续加热，在1 1 0 一1 2 0 反应9h 。冷却待用。 2 。l 。3 苯攀蘸攀酸乙琵酶利鍪 将上述制备的二氯乙氧乙酸己酯( 以下简称酰化剂1 ) 1 0g ，溶剂6 0m l 和 苯4 0g ( o 。0 5m o l ，以苯作溶剂时不加) 加入反应瓶中。搅拌下加入定量的 三氯纯旗。热挚，凌一定溢凄下菠疲一定霹阂。穗享孚下将反菠混合耪翅入1 0 0 畦 冰水中，待溶液分滕后分出有机棚。用1 0 0m l l 0 的n a t l c 0 。溶液洗涤。洗涤过 程分出的水相与第一次分出的水棚合并，用参与反应的溶剂萃取。将萃嫩分出的 存撬援与双反应滚巾羚凄豹有识襁合并，掰无承硫酸钠于燥，溅压蒸除滚粼，撂 穰产物。经过重结晶得至t 产品。 2 2 结果与讨论 2 。2 。l 苯苹蘸椽王艺鳇饶纯 为了考察各因索对反应的影响，设计了四雕素三水平的正交实验。阕索水平 颂卜论文苯r f i 酰q 1 酸及其酯的合成1 i j f 究 abc n ( a 1 c 1 。) n ( 1 ) 反应温度 c反应时间h d 溶剂 表2 2 2 苯草酰化的正交实验结果 8 磺| j 论文苯译醮带羧及其酯的台成磺究 2 2 2 加料顺序的影响 我爨在对冗缀翱籽鬏痔不同熬反疲滋孬疆究嚣发瑷，麴耱鬏滓霹反应毅l | 曼零影 响较大： ( 1 ) 若先加a 1 c 1 。，再加酰化剂，两者剧烈反应，收率几乎为零。 ( 2 ) 若先加溶剂鞠苯，再加a 1 c 1 。，最后力h 酰化剂，收察不理想。 ( 3 ) 先燕溶裁、笨耪酸往裁，最嚣分糖秘a 1 c 1 ，翊爱寝豹救率较歪鬻。 由此可见，只甍最后加m c l 。，加料顺序对反应收率的影响就比较小。以f 这一加料顺序较好：先加酰化剂、苯和溶剂，最后在搅拌下分批加a 1 c 1 ：。 2 2 3 料比的影响 ( 1 )a t c l 。与酝豫雾l1 载痒尔毫对及斑懿影醺。结采列入表中。 表2 2 3a 1 c 1 。与酰化荆l 的摩尔比对反成的影响 w ( 1 ) g n ( a l c 1 ，) 掰 o l n ( 苯) c h i c l 。反应反应糕产纯度得率 ，m l湛疫露秘麓g舟舟 i n o l h 注：缓定2 。1 2 掰述酶反应完全遴行，贯l jn ( a 1 c 1 ，) n ( 1 ) 分剐为2 5 1 ，3 。3 1 。 纯度为h p l c 归一化法测得。得率以荦酸二乙酯为基准计算。 a t c l ，用量增加有利于收率的提高，但是a 1 c 1 ，的用凝过多不仅会增加原材 料消耗，也为反窳羽瑶处理带来较大的麻烦：未反应完的a i c i ：，翊冰水处理时会 9 硕1 ：论立苯叮1 酰f ；| _ 酸及j e 酯的成研究 剧烈放热，难控制。丽且在用碳酸氮钠洗涤( 中和) 时剧烈冒泡，需要大燃的碳 酸氢镳。 ( 2 ) 苯的蹩对反应得率的影响 扶表2 2 4 ，2 2 5 中我们可以看出苯的量对褥率青一些影响，e h ：c 1 ：为溶剡鲥苯 遘量露疆撵赢褥率，键若鞋苯为滚裁鲻缮率降低。 表2 2 4 苯的量对反应得率的影响 注：假定1 2 反成完全，则l o g1 为0 0 3 m o t ，n ( a 1 c 1 ，) n ( 1 ) 为3 1 。得率以 草酸二己酯为基准计算。纯度为h p l c 归一化法测得。 由表2 。2 4 可冤，当这一魄饿为3 ：l 时，产物收率较离。而且尉产晶较少， h p l c 分析发现产物中存在两个主臻组分含量分别为6 9 3 4 $ h1 7 6 3 。 表2 。2 + 5n ( a l c l 。) n ( 1 ) 与苯豹爨蹲反应褥率豹影嗣 注 4 1 0 3 9 + 4 1 0 2 9 的l 由0 3 m 0 1 草酸二乙酯和0 3 m o lp c i ；制褥，即 n ( a t c l 2 n ( 1 ) 分别为3 1 ，2 1 。 i o 母jl ：论文 苯r l 】酰甲艘及其酯的成研究 2 2 4 反应温度的影响 忽略其链条 孛瑟仅对反应灞凌辩得率酌影响进行了院较。献正交实验表缮 知，反应温度为0 * c 得率比较理想。对产物的t l c 、h p l c 分析我们发现渝度越高 其反成的副产物越多。 2 。2 。5 反应时阏的影响 从难交实验表巾的数据我们可以看出，反成时问9 h 得率最高，因此，反应 时阕为6 h 9 h 较好。 2 2 。6 溶郝的影晌 实验中发现。如果不加任何溶剂，将苯与酰化剂混合后樽加入a 1 c 1 。放热 菲誊激烈，毒大量囱翅霉出，反嶷甥迟速变为红渴色显特爨糕稠，无法搅终，反 应难以控制，有失控的危险。因戴，不加溶剂对反应极为不测。用h p c 分柝以 二氯甲烷、氯仿和苯作溶剂所得产物时发现以二氯甲烷作溶剂副产物较少对反应 有利。鼠溶翔过多锝率不会有明攥增加。 2 2 。7 关于反威产物的生成税理 在对产品分析的过程中发现裔副产物：对己基苯甲酰甲酸乙酯，这和文献的 分极终渠一致，毽其生残量为产物弱1 0 。对乙基苯甲酸甲黢己酯豹生成枫理， 可橇怒出予二氯 己氧) 乙酸己酝( 1 ) 脱捧鹃氯乙烷与苯程a i c i ；存程下发生 f r i e d e l - c r a f t s 烷熬化反应得到己基苯，再与乙草酰氯反威的结果，用反应式 表示如下： 霄嚣 e t 0 c c c l + c i c h 2 c h 3 c i c h 2 c h 3 + c 6 h 62 型kc 6 h 5 c h 2 c h 3 e 妁t l e l t c l + c 6 h 5 c h 。c h 3 垒阻c 2 h 一沁g c o o e t 嚣耋。一e c l + 5o3 型垡。 一 卜爸 同理，斑产物的生成可能也是以己荦酰氯为真币的酰化剂。即， 0一芒oc，c。辩。垒l骘noii 墨一。e ； i l，矿飞“ 8 l o e e c l c 6 差6 墨坠?卜0 一o e t 一 雠 ai卜l幽 一 o “j c ob 硕l j 论文苯甲酰叮 陋及】e 酯的成研究 2 2 8 产物的结构表征 l 二戴乙氧基乙酸己赣( 1 ) 斡绥稳表征 蒸馏按2 1 2 制备的含二氯己氧基乙酸乙酯( 1 ) 的反应液，收集1 2 0 。c o 。0 8 m p a 冉勺馏分，用气质联用仪分瓠组成和组分结构。结果如图2 2 8 1 ，图 2 2 。& 2 翱圈2 2 8 3 掰示。 图2 2 8 1 二氯乙氧基乙酸乙鹣( 1 ) 的气翱色谱图 图2 2 8 2 二氯乙氧基乙酸乙酯( 1 ) 的旗谱图 图2 2 8 3 二氯乙氧基乙酸乙鼯( 1 ) 酌标漆葳潜图 由图2 2 。8 1 可以看出，二氯乙氧基乙酸乙酯( 1 ) 产品纯度比较高，气相 色谱图只在保髫时阉为5 8 7 8 m i n 的位置显示出个主要产菇蜂，归一化法测得 浚峰酌纛积院为9 7 2 6 ，较文献报道豹纯度8 0 淹1 7 隧上。 图2 2 8 2 是二氯乙氧基乙酸乙酯( 1 ) 的质谱图。图中的主要离子峰有 磺士论文笨率酸零黢投_ 鬟；蘸静袋鹾究 m z ：1 6 5 ，1 3 7 ，1 2 7 ( 基峰) ，6 3 ，2 9 。说明二氯乙氧基乙酸乙酯( 1 ) 有以下两 条质谱裂解途径。 骨f e t o c c o e t 曾c l+ h +背o h + e t o 一苎一士。o 粉：! i 二e t o 一皂一苎一c l + c i t 3 c h 2 + m z = 1 6 5- - e t +m z = | 3 7m z = 2 9 a _ c 。啦蛳 m z = 1 2 7 ( 基蛙) 图2 2 8 3 怒从气质联用仪的谱图库中调蹬的二氯乙鬣基乙酸乙酝( 1 ) 的 耘溱谯囤，与蓬2 2 。8 。2 较为渤会，送一步疆实了繇褥产物豹结麴与二氯乙氧基 乙酸己酯( 1 ) 的结构一致。 2 苯革酰化产物的结构表征 a ) 出气质联爝谱避行结构农征 按2 1 3 制备的苯草酰化睾h 产物经蒸馏后用气质联用谱仪分析，结果如图 2 。2 。8 。4 、匿2 2 + 8 5 、匿2 2 ，8 6 和圈2 。2 8 7 所示。 图2 2 。8 。4 苯孽酰化产物的气相色谱雕 图2 2 8 5 第一个主鬻缎分的质潜图 磺圭逾文苯l i l i l 酸零酸数貉豹仑波攀 究 鍪2 。2 。8 6 苯零酝攀酸乙醚静标壤矮遴踅 鼯_ m - m m _ n 口 _ _ m 。 。” 。 7 攀：r 。 i i _嘲m 柚 銎2 。2 。8 。7 篱二令主要缝分熬壤懑图 图2 2 8 4 是苯草酰化产物的气相色谱图。由图2 2 8 4 可以肴出，产物 中含有两个主要缌分，保留时洲分别为9 2 4m i n 一9 2 7m i n 和1 2 0 7m i n ，相应 熬瑟辍比分裂为5 1 。7 戳窝4 1 5 6 9 6 。其中，第一个鳃努豹矮灌霾魏圈茨示，主 要的离子峰有m z i1 7 9 ( m + h ) + ，1 5 0 ，1 0 5 ，7 7 ，2 9 。这些离子峰可以用苯甲酰甲 酸z j 酯按以下机理裂解来解释。 d 韭k 旦0 0 & 矗e t h m z ：1 7 9i ( m + h ) + i i 口誓乱洲| 掣口咖翟c c + m z ：1 5 0 m ，f 1 0 5 f 基峰)m z = 7 7 嚣2 。2 。8 。6 楚苯晕酸譬羧乙酯懿蠡踵艨谱图，霪2 2 。8 。5 与霞2 。2 ，8 6 基 本一致，进一步i i e 鲷第一个主骚组分为苯甲酰甲酸乙酯。 硕i ：论文苯个酰甲峻及j c 酯的介成i l j | _ 究 图2 2 8 7 是第二个主要组分的质谱图。主要的离子峰有m z ：1 7 8 ，1 5 0 ， 1 3 3 ( 基峰) ，1 0 5 ，7 7 ，2 9 。结合产物的核磁共振谱图( 见2 2 8 8 ) 推测该组 分的结构为对乙基苯甲酰甲酸乙酯，上述离子峰可用以下裂解机理来解释。 e t x ( 永) q + y 弋水) q + y ( 有) r x ( 有) + q + y ( 有) 叫r y f 有) + q + x ( 有) 模型1 q + y 一+ x 一+ 材+ 一y q + x 一+ 材 隶稳 9 8 q + y 一+ r x r y + 旷y 一 有梳褶 壤1 l ：论室苯中酸甲敬爱舞稳的会戒帮 宪 模整l 中，p t c s 在两福分配，髓时的穗闻转移怒黠蒹挺y 一旋承鞫输送割有 机相，然后鲶娥阳离予又把x ”输送到水相。 当模型1 箱阳离子的亲脂健较强时，其催化杌理为 r x ( 有) 4 - y 一( 承) 与n r ( 鸯) + x 一( 承) q + x 一( 有) + r 一( 水) 叫q + r 一( 有) + x 一( 水) 删( 有) q + y 一( 寿) 叫q + x 一( 袁) r y ( 露) 总反应 模型2 y “x 一 求捂 毒，个 喜 q + t 拿 q + y 。+ 是x q + x ”+ r y有机相 模霆2 中熬褶闼转移帮羽蔫孑交羧发生在器嚣上，p t c s 熟终嗣是瑷褰孑对 的形式反复萃取阴离予y 一进入有机棚，不霰q + 喇相转移。 模型3 有许多有枫反应霰要强碱以产生活性聪离子柬完成各静转化反应，常见的 有：有机化合物的碳烷基化反成、氧烷基化反应、氮烷基化反成，这一类型反应 必然依赖于碳赈子、氧原子、氮原子上所连结的氢原予的离解能力( 可用p 气表 示) ，p 厩：2 2 2 5 的反应底物的烷基化反应，可按m a k o s z a 鼹出的反应静t 理避 行： n a + o h 一( 水) + h s u b ( 有) 呻n a + ( 附着在相界词) + s u b 一( 附饕在相界呵) + h o s u b 一 爨罄在糖器嚣+ q + x 一( 骞) 一q + s u b 一 奏) + x ( 承) q + s u b 。( 有) 十r x ( 有) 一r s u b ( 礴) + q + x 一( 有) 式孛f l s u b 表示各葶孛被烷蒸纯懿爱藏癜貔。姥模型唾，复嶷瘫兹鹣去矮于纯 是在棚界砸上发，土的，p t c s 从相界面脱离出阴离子s u b 一形成中恻离子列q + s u b 一 避入鸯瓿摇参每反痖，裁生成熬q + x 又遴入下一缮辉。 3 。1 2 相转移催化反应的动力学 以模型l 、模型2 进行的反应其实验结果袭明，反应发生在有机褶。并控制 着整个反应速度，反应动力学的特征为二级反应。若水相中存在羞过爨阴离子， 8 坝l 论文苯甲酰甲醺搜e 酯的合成研究 反应接准一级反应进行。即， 速率= 后。，c 。 k 。= 幻 _ ( f 。 发现在相转移催化条件下，观察的反应常数与搅拌速度的关系为：除了转速小于 破坏相界面两边之间的浓度梯度所必需的最小转速(