馬來酸單酯的環(huán)氧化及雙酯化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、馬來酸酐又稱順酐，是一種很重要的有機(jī)原料，目前順酐已經(jīng)成為世界上僅次于醋酐和苯酐的第三大酸酐，有著極其廣泛的應(yīng)用和開發(fā)前景．馬來酸酐分子中有兩個(gè)羰基C=0和兩個(gè)雙鍵C=C共軛因而具有活潑的化學(xué)性質(zhì)，能進(jìn)行聚合反應(yīng)、異構(gòu)化、加成、自由基反應(yīng)、狄爾斯一阿爾德反應(yīng)、酯化反應(yīng)等。其反應(yīng)產(chǎn)物又是重要的有機(jī)合成中間體．本文以具有活潑化學(xué)性質(zhì)的馬來酸酐為原料與高碳醇發(fā)生單酯化和雙酯化反應(yīng)，將單酯化產(chǎn)物以雙氧水為氧化劑，鎢酸鈉為催化劑進(jìn)行了環(huán)氧化反應(yīng)，

2、還在同一體系中利用同時(shí)測(cè)體系酸值和出水量的方法對(duì)反應(yīng)進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)進(jìn)行了比較，得出通過測(cè)酸值研究反應(yīng)進(jìn)程比較準(zhǔn)確，通過測(cè)出水量監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程存在較大的誤差，并利用測(cè)定體系酸值的方法對(duì)雙酯化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究．研究表明馬來酸單酯化反應(yīng)在不加催化劑和溶劑的條件下極易進(jìn)行，單酯的環(huán)氧化反應(yīng)也能進(jìn)行，利用測(cè)定體系酸值的方法研究馬來酸雙酯化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)比測(cè)定出水量測(cè)定更為準(zhǔn)確． 本文利用馬來酸酐和高碳醇為主要原料，在不加催化劑和溶劑的條件下

3、進(jìn)行單酯化反應(yīng)，研究了反應(yīng)條件對(duì)馬來酸酐單酯化反應(yīng)酯化率的影響．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：先加入高碳醇加熱融化后，再加入馬來酸酐升溫至指定溫度，當(dāng)馬來酸酐與高碳醇摩爾比為1:1，溫度72-95℃，反應(yīng)時(shí)間2.5-3h，可以得到酯化率較高的馬來酸單酯．上述馬來酸酐酯化反應(yīng)的最佳條件為：以馬來酸酐與十八醇反應(yīng)為例：酐醇摩爾比為1:1，溫度82℃，反應(yīng)時(shí)間為2.5h，．對(duì)馬來酸酐單酯化產(chǎn)物進(jìn)行了紅外光譜和核磁共振分析，證明產(chǎn)物為馬來酸高碳醇單酯．合成馬來

4、酸單酯在控制反應(yīng)條件時(shí)在不加催化劑、溶劑和阻聚劑的條件下，找出最佳工藝條件，獲得最高產(chǎn)率的單酯，這樣可以減少操作步驟，節(jié)省成本，提高工業(yè)生產(chǎn)總值，這是一條理想的工藝路線，有待于研究開發(fā)。 在成功合成馬來酸高碳醇單酯后進(jìn)一步探討了以馬來酸單酯為原料，雙氧水為氧化劑，無機(jī)酸鹽鎢酸鈉做催化劑對(duì)馬來酸單酯進(jìn)行環(huán)氧化的最優(yōu)化反應(yīng)條件．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(以馬來酸單十六酯的環(huán)氧化為例)，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為3h，雙氧水用量為馬來酸單酯摩爾

5、量的1.25倍，催化劑用量為馬來酸單酯摩爾數(shù)的1﹪時(shí)得到的環(huán)氧化物產(chǎn)率最高．對(duì)環(huán)氧化產(chǎn)物進(jìn)行了紅外光譜和核磁共振分析，證明環(huán)氧化產(chǎn)物已經(jīng)合成． 本文還以對(duì)甲苯磺酸為催化劑，對(duì)馬來酸酐與十六醇雙酯化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，采用在同一體系中同時(shí)測(cè)定出水量和酸值的方法，比較了通過測(cè)定酸值和出水量兩種方法對(duì)反應(yīng)進(jìn)程監(jiān)測(cè)存在的差別．發(fā)現(xiàn)通過測(cè)定體系酸值的方法研究雙酯化動(dòng)力學(xué)較準(zhǔn)確．并采用測(cè)定體系酸值的方法，測(cè)定了馬來酸單酯與脂肪醇反應(yīng)的動(dòng)力