新型汽油增溶劑、甜味劑三氯蔗糖、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯的合成.pdf

1、本論文內(nèi)容包括三部分：第一部分是新型汽油增溶劑的設(shè)計(jì)、合成與性能研究，第二部分是甜味劑三氯蔗糖的合成研究，第三部分是（甲基）丙烯酸甲氧基乙酯的合成研究。 一、新型汽油增溶劑的設(shè)計(jì)、合成與性能研究 伴隨著世界性的能源短缺和環(huán)境污染，甲醇和乙醇作為燃料的替代品受到越來(lái)越多的重視。與乙醇相比，甲醇具有更多的優(yōu)點(diǎn)，例如來(lái)源豐富，低排放等。但是，在汽車中使用甲醇-汽油混合燃料卻有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，即在低溫下易分層-上層汽油為主要成份

2、，下層甲醇為主要成份。分層會(huì)導(dǎo)致汽車運(yùn)作問(wèn)題甚至損害發(fā)動(dòng)機(jī)。 甲醇-汽油分層的問(wèn)題可以使用添加劑來(lái)解決，例如二甲氧基甲烷或表面活性劑/助表面活性劑。但是，二甲氧基甲烷常壓下的沸點(diǎn)為42℃，易導(dǎo)致雷德蒸氣壓的升高，高沸點(diǎn)的表面活性劑/助表面活性劑易導(dǎo)致殘留。 本文使用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂Amberlyst35做催化劑，使用間歇反應(yīng)蒸餾模式簡(jiǎn)便合成了乙氧基甲氧基甲烷。其常壓下沸點(diǎn)為62℃。不僅與二甲氧基甲烷、二乙氧基甲烷類似

3、，可以用作工業(yè)溶劑，而且是優(yōu)良的甲醇-汽油混合燃料的混溶劑。在-20～20℃之間，使用較低濃度的乙氧基甲氧基甲烷，可以使20％v/v的甲醇-汽油保持相穩(wěn)定。乙氧基甲氧基甲烷的沸點(diǎn)處于汽油主要成份的沸程之間，可以避免使用二甲氧基甲烷做混溶劑時(shí)雷德蒸氣壓升高的風(fēng)險(xiǎn)。 本文的創(chuàng)新之處： 1）首次使用甲醇、乙醇、甲醛為原料，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑，簡(jiǎn)易合成了乙氧基甲氧基甲烷。 2）使用CaCl2從醇、甲醛、水中將二甲氧基

4、甲烷、二乙氧基甲烷、乙氧基甲氧基甲烷分離。 3）反應(yīng)在間歇反應(yīng)蒸餾的模式下，可以高效率地進(jìn)行，甲醛的轉(zhuǎn)化率最高達(dá)到92％。 4）使用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作催化劑，具有易分離、反應(yīng)條件溫和減少?gòu)U物生成等優(yōu)點(diǎn)。 二、甜味劑三氯蔗糖的合成研究 三氯蔗糖是一種新型強(qiáng)力甜味劑，甜味純正，化學(xué)穩(wěn)定性好，無(wú)毒副作用，在人體內(nèi)幾乎不被吸收，熱量值為零，是糖尿病和肥胖病人極佳的甜味劑替代品。廣泛應(yīng)用于飲料、食品、日常甜味劑等方面

5、。 經(jīng)過(guò)對(duì)三氯蔗糖不同的合成路線進(jìn)行比較之后，發(fā)現(xiàn)單基團(tuán)保護(hù)法是十分有效的方法。但是蔗糖-6-乙酯的選擇性氯化是單基團(tuán)保護(hù)法合成三氯蔗糖的關(guān)鍵步驟，影響三氯蔗糖的產(chǎn)率。本文對(duì)單基團(tuán)保護(hù)法的選擇性氯代及脫保護(hù)基進(jìn)行了深入研究。 以氯化亞砜和N，N-二甲基甲酰胺制得Vilsmeier試劑，在N，N-二甲基甲酰胺溶液中對(duì)蔗糖-6-乙酯進(jìn)行選擇性氯化得到三氯蔗糖-6-乙酯。最后三氯蔗糖-6-乙酯在甲醇溶液中，甲醇鈉的催化下進(jìn)行酯

6、交換反應(yīng)，生成三氯蔗糖。設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)選擇性氯代的反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳的反應(yīng)條件。該法操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)率高。 本文的創(chuàng)新之處： 1）在氯化反應(yīng)體系中加入甲苯，有效地控制反應(yīng)溫度。 2）將蔗糖-6-乙酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液滴加到Vilsmeier試劑中，使蔗糖-6-乙酯的羥基在低溫下全部與Vilsmeier試劑結(jié)合，形成復(fù)合物。 3）在不同的溫度下，分步進(jìn)行蔗糖-6-乙酯的4，1’，6’-OH的氯代

7、反應(yīng)。 三、（甲基）丙烯酸甲氧基乙酯的合成研究 近年來(lái)，合成樹(shù)脂在化工領(lǐng)域凸顯其重要性。（甲基）丙烯酸甲氧基乙酯是一種重要的化工中間體，是合成丙烯酸酯聚合物的重要單體。 本文研究了利用（甲基）丙烯酸和乙二醇單甲醚，在對(duì)甲基苯磺酸的催化下，直接酯化合成（甲基）丙烯酸甲氧基乙酯的方法。為了降低反應(yīng)過(guò)程中自聚造成的產(chǎn)品產(chǎn)率的下降，使用對(duì)苯二酚做為阻聚劑使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。并對(duì)影響反應(yīng)的因素：反應(yīng)物的投料比、阻聚劑的加入量、