实验二富马酸二甲酯的制取.doc

1、实验二富马酸二甲酯的制取富马酸二甲酯（ Dimethyl Fumarate）即反丁烯二酸二甲酯，安是一种较新型的仪器及饲料防腐、防霉剂，对微生物有广泛、高效的抑制、杀菌作用，其特点是抗菌活性不受pH 值影响，并兼有杀虫活性，效力优于常见的丙酸盐，山梨酸及盐和苯甲酸及其盐类防腐剂。是国外近年开发应用的仪器防腐防霉剂，目前已经用在面包、饲料、化妆品、鱼、肉蔬菜和酿制品的保存处理上，并发展到家用地毯、皮衣、毛呢和其他用品的防霉处理上，在饲料中的添加量是0.50.9g/Kg 。富马酸二甲酯为由甲醇与富马酸或顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酯化而成 , 简称富马酯 (DMF) , 学名反丁烯二甲酯、别名延胡索酸

2、二甲酯 , 结构式 ( :CHCOOCH3)2 ,分子式 C 6H8O4 , 是无色或白色鳞片晶体 , 熔点 102105, 常温会升华 , 无味 , 略具酯的香味 , 易溶于氯仿、醇、丙酮、乙酸乙酯 , 可溶于苯、甲苯、 CCl4 , 微溶于水及热水中, 对光稳定 , 在紫外线及阳光下72h 基本无变化 ,110热 1 h不分解 , 对热、碱、盐也有一定的稳定性。但其水溶液对热的酸、碱稳定性较差 , 对氧化剂、还原剂、蛋白质、纤维、脂肪、糖等有好的稳定性 , 对金属无腐蚀性, 其水溶液 pH 值为 6. 7 7. 3 ,所以DMF性质稳定。一、目的要求1了解富马酸二甲酯的性质，用途及合成方法

3、；2掌握精细化工合成技术及重结晶操作技术和熔点测定方法。二、富马酸二甲酯的生产方法原理富马酸二 甲酯较经济的 生产方法 ，是反 丁烯二酸（ TransButenedioidAcid ）与甲醇在酸催化剂作用下发生酯化反应，其反应方程式如下：HOOC-CH=CH-COOH+2CH2OHH+CH 3OO-CH=CH-OOCH 3 +2H 2OOCH3OOCH3O分子量 144.12 ，能溶于乙酸乙酯、氯仿、丙酮等。熔点101-104，沸点193。副反应：CH3OHH2SO 4硫酸二甲酯在18易迅速水解成硫酸和甲醇三、主要试剂和仪器试剂：反丁烯二酸9.2mL（15g , 0.127moL），甲醇30m

4、L(23.73g, )，浓硫酸 4mL(d=1.84) ，10%碳酸氢钠，无水乙醇；活性炭仪器： 250mL三口烧瓶（ 1 个）、冷凝管（ 1 根）、电动搅拌器、温度计（ 100,200 各 1 支）、电热套（ 1 个）、变压器（ 1 个）、量筒（ 10mL,50mL）、玻璃棒（ 1 支）、烧杯（250mL,1 个）、锥形瓶（ 1 个）、抽滤装置和熔点测定仪 (1 个) 、表面皿 、电子天平、 酒精灯、开口橡皮塞、乳胶管四、实验步骤1、如图安装实验装置；2、制粗产品先将 15g 反丁烯二酸和 30mL甲醇加入到 250mL三口瓶中，在缓慢搅拌下加入 4mL浓硫酸。按要求安装装置，然后接通电源加

5、热回流，此时温度约为 75，待反应完全后（自有回流开始计时，反应 1.5 小时）蒸出大部分甲醇。当有大量的白色固体析出时， 趁热将反应物倒入装有100mL冷水的烧杯中，冷却后除去水。固体用 10%碳酸氢钠溶液中和，滤出固体产物，经水洗至中性后过滤，得粗富马酸二甲酯。3、精制将粗品溶在 50mL无水乙醇溶剂中，制成沸腾的饱和溶液；将热溶液过滤以除去机械杂质和不溶物（加活性炭煮沸脱色）；将溶液冷却以使物质结晶；减压过滤，将结晶从母液中分离出来；洗涤晶体以除去吸附在晶体表面上的母液（进行两次结晶）。于 6080干燥得白色富马酸二甲酯精品。3测熔点、称重、计算收率称重先将白色富马酸二甲酯精品研成细末，

6、 并放在干燥器或烘箱中充分干燥。用电子天平称重，并记录结果。计算收率得到产物的物质量摩尔收率 =投入反应系统的原料物质量测熔点用毛细管法来测定：操作步骤实验装置将样品装入熔点管中。 要求：研细，装实，高度约 23mm。易升华的化合物，装好试样后将上端封闭起来，因为压力对熔点的影响不大， 所以用封闭的毛细管测定熔点其影响可忽略不计。易吸潮的化合物，装样动作要快，装好后也应立即将上端在小火上加热封闭，以免在测定熔点的过程中，试样吸潮使熔点降低。 准备热浴：浴液的选择与用量，浓硫酸的安全使用。装置：温度计及熔点毛细管的插入位置。加热：速度的控制。低于熔点15，升温速度 5/ min。温差15-10

7、间，升温速度1- 2/ min。温差 99白色 针 状 结 1021041931.30.1%晶，易升华00七、注意事项1甲醇有毒，操作时应予以注意，切勿溅入眼睛和口腔；2浓硫酸必须缓慢加入，并进行搅拌，避免局部过热；3认真操作，注意力要集中，仔细观察，如实记录实验现象和数据，注意安全，保持整洁。八、思考题1制备富马酸二甲酯有哪几种方法？顺丁烯二酸酐法和富马酸法2酯化反应中常用的催化剂有几种？浓硫酸 , 吡啶， 10%NaOH金属氧化物及无机酸盐、有机化合物、阳离子交换树脂等3硫酸作催化剂时会发生什么副反应？甲醇与浓硫酸反应，首先生成硫酸氢甲脂，再经减压蒸馏生成硫酸二甲脂4产品的收率如何计算？得到产物的物质量摩尔