毕业论文-乙醛酸法合成对羟基苯甲醛工艺研究

1、 EMBED PBrush 1本科毕业论文(设计)乙醛酸法合成对羟基苯甲醛工艺研究二级学院医药化工学院专 业应用化学（精细化工方向）班 级精细化工14（2）班学生姓名学 号指导教师2018年 04月诚 信 声 明我声明，所呈交的毕业论文（设计）是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。我承诺，论文（设计）中的所有内容均真实、可信。毕业论文（设计）作者（签名）： 年 月 日乙醛酸法合成对羟基苯甲醛工艺研究【摘要】本文研究了乙醛酸法合成对

2、羟基苯甲醛的的制备工艺，包括对羟基扁桃酸的制备，对羟基扁桃酸氧化为对羟基苯甲醛工艺条件的探索等两个方面。在对羟基扁桃酸制备工艺中，当反应物摩尔比为苯酚：乙醛酸=2.5:1，反应温度50，反应时间7h，后处理pH=2时对羟基扁桃酸收率达81.4%。在氧化反应中，当催化剂摩尔比对羟基扁桃酸：五水合硫酸铜=1:2.5，反应时间为10h，反应温度为100，脱羧pH=2时对羟基苯甲醛收率达62.66%。【关键词】对羟基扁桃酸；对羟基苯甲醛；氧化合成注：本论文（设计）题目来源于教师的国家级（或省部级、厅级、市级、校级、企业）科研项目，项目编号为： 。Synthesis of p-Hydroxybenzal

3、dehyde by Glyoxylic acid MethodAbstract The process of synthesis of p-Hydroxybenzaldehyde by glyoylic acid method was inversitgated in this dissertation, including the preparation of DL-4-Hydroxymandelic acid, the exploration of the oxidation process conditions and so on. In the preparation process

4、of DL-4-Hydroxymandelic acid, when the molar ratio of reactants was phenol:glyoxylic acid=2.5:1, reaction temperature was 50C, reaction time was 7h, post-treatment pH=2, the yield of DL-4-Hydroxymandelic acid was 81.4%. In the oxidation reaction, when the molar ratio of the catalyst to DL-4-Hydroxym

5、andelic acid: Copper(II) sulfate pentahydrate =1:2.5, the reaction time is 10h, the reaction temperature is 100C, and the decarboxylation pH=2, the yield of p-hydroxybenzaldehyde reaches 62.66%.Keywords DL-4-Hydroxymandelic acid p-Hydroxybenzaldehyde Oxidative synthesis 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK

6、 l _Toc508895841 1前言 PAGEREF _Toc508895841 h 1 HYPERLINK l _Toc508895842 1.1对羟基苯甲醛的性质和用途 PAGEREF _Toc508895842 h 1 HYPERLINK l _Toc508895843 1.2对羟基苯甲醛的生产方法 PAGEREF _Toc508895843 h 2 HYPERLINK l _Toc508895844 1.2.1苯酚法 PAGEREF _Toc508895844 h 2 HYPERLINK l _Toc508895845 1.2.2对氨基苯甲醛法 PAGEREF _Toc508895

7、845 h 3 HYPERLINK l _Toc508895846 1.2.3对硝基甲苯法 PAGEREF _Toc508895846 h 3 HYPERLINK l _Toc508895847 1.2.4对甲酚法 PAGEREF _Toc508895847 h 4 HYPERLINK l _Toc508895848 1.3本课题研究的内容和目的 PAGEREF _Toc508895848 h 4 HYPERLINK l _Toc508895849 1.3.1研究内容 PAGEREF _Toc508895849 h 4 HYPERLINK l _Toc508895850 1.3.2研究目的 P

8、AGEREF _Toc508895850 h 5 HYPERLINK l _Toc508895851 2对羟基苯甲醛合成工艺研究 PAGEREF _Toc508895851 h 6 HYPERLINK l _Toc508895852 2.1实验材料 PAGEREF _Toc508895852 h 6 HYPERLINK l _Toc508895853 2.1.1实验试剂 PAGEREF _Toc508895853 h 6 HYPERLINK l _Toc508895854 2.1.2实验仪器 PAGEREF _Toc508895854 h 6 HYPERLINK l _Toc508895855

9、 2.2对羟基苯甲醛的合成研究 PAGEREF _Toc508895855 h 7 HYPERLINK l _Toc508895856 2.2.1对羟基扁桃酸的合成 PAGEREF _Toc508895856 h 7 HYPERLINK l _Toc508895857 2.2.2对羟基苯甲醛的合成 PAGEREF _Toc508895857 h 7 HYPERLINK l _Toc508895858 2.3产品的纯化工艺研究 PAGEREF _Toc508895858 h 8 HYPERLINK l _Toc508895859 2.3.1对羟基扁桃酸粗品提纯工艺 PAGEREF _Toc508

10、895859 h 8 HYPERLINK l _Toc508895860 2.3.2对羟基苯甲醛粗品提纯工艺 PAGEREF _Toc508895860 h 8 HYPERLINK l _Toc508895861 2.4产品分析检测 PAGEREF _Toc508895861 h 9 HYPERLINK l _Toc508895862 2.4.1熔点测定 PAGEREF _Toc508895862 h 9 HYPERLINK l _Toc508895863 2.4.2红外光谱测定 PAGEREF _Toc508895863 h 9 HYPERLINK l _Toc508895864 2.4.3

11、高效液相色谱测定 PAGEREF _Toc508895864 h 9 HYPERLINK l _Toc508895865 2.4.4核磁共振波谱测定 PAGEREF _Toc508895865 h 10 HYPERLINK l _Toc508895866 3实验结果与讨论 PAGEREF _Toc508895866 h 11 HYPERLINK l _Toc508895867 3.1对羟基扁桃酸合成结果与讨论 PAGEREF _Toc508895867 h 11 HYPERLINK l _Toc508895868 3.1.1反应机理 PAGEREF _Toc508895868 h 11 HYP

12、ERLINK l _Toc508895869 3.1.2苯酚用量的影响 PAGEREF _Toc508895869 h 11 HYPERLINK l _Toc508895870 3.1.3反应温度的影响 PAGEREF _Toc508895870 h 11 HYPERLINK l _Toc508895871 3.1.4反应时间的影响 PAGEREF _Toc508895871 h 12 HYPERLINK l _Toc508895872 3.1.5后处理pH的影响 PAGEREF _Toc508895872 h 12 HYPERLINK l _Toc508895873 3.1.6N2气体保护的

13、影响 PAGEREF _Toc508895873 h 13 HYPERLINK l _Toc508895874 3.1.7合成对羟基扁桃酸最优反应条件的确定 PAGEREF _Toc508895874 h 13 HYPERLINK l _Toc508895875 3.2对羟基苯甲醛合成结果与讨论 PAGEREF _Toc508895875 h 13 HYPERLINK l _Toc508895876 3.2.1反应机理 PAGEREF _Toc508895876 h 13 HYPERLINK l _Toc508895877 3.2.2反应物物料比的影响 PAGEREF _Toc50889587

14、7 h 13 HYPERLINK l _Toc508895878 3.2.3反应时间的影响 PAGEREF _Toc508895878 h 14 HYPERLINK l _Toc508895879 3.2.4反应温度的影响 PAGEREF _Toc508895879 h 14 HYPERLINK l _Toc508895880 3.2.5后处理pH值的影响 PAGEREF _Toc508895880 h 14 HYPERLINK l _Toc508895881 3.2.6合成对羟基苯甲醛最优反应条件的确定 PAGEREF _Toc508895881 h 15 HYPERLINK l _Toc5

15、08895882 4结论与展望 PAGEREF _Toc508895882 h 16 HYPERLINK l _Toc508895883 4.1结论 PAGEREF _Toc508895883 h 16 HYPERLINK l _Toc508895884 4.2展望 PAGEREF _Toc508895884 h 16 HYPERLINK l _Toc508895885 参考文献 PAGEREF _Toc508895885 h 17 HYPERLINK l _Toc508895886 致谢 PAGEREF _Toc508895886 h 18 HYPERLINK l _Toc508895887

16、 附录A PAGEREF _Toc508895887 h 19 HYPERLINK l _Toc508895888 附录B PAGEREF _Toc508895888 h 20 HYPERLINK l _Toc508895889 附录C PAGEREF _Toc508895889 h 21前言对羟基苯甲醛的性质和用途对羟基苯甲醛（p-Hydroxybenzaldehyde），化学名4-羟基苯甲醛，浅黄色或类白色结晶体，微有芳香气味，对羟基苯甲醛是一种重要的化工中间体，熔点116.4117，沸点246.6，相对密度1.129.微溶于水。易溶于热水，甲醇、丙酮和乙醚等有机溶剂，在空气中容易升华。对

17、羟基苯甲醛是一种双官能团化工中间体，反应活性好，在医药、农药、香料、新材料等领域有非常高的应用价值。对羟基苯甲醛的主要用途见表1-11表1-1 对羟基苯甲醛的主要用途使用领域实例医药领域食品和香料香精领域农药化学品领域其他领域 对羟基苯甲醛用于合成抗菌增效剂甲氧基节胺嘧啶、羟基苄头孢霉素、人造天麻、祛痰药物杜鹃素等，也可用于抗高压、抗高血脂药物的合成。对羟基苯甲醛用于合成茴香醚、香兰素、异香兰素、覆盘子酮等重要的香料和食品添加剂对羟基苯甲醛经卤代后可以合成敌草腈和溴苯腈。另外还可合成杀虫剂、灭菌剂、消毒防腐剂等的中间体。对羟基苯甲醛用于纺织品工业中改善聚乙烯醇纤维的弱性和染色度；对羟基苯甲醛甲

18、酯对茴香醛用于碱性镀锌增亮，在电镀中可起到光亮剂和匀涂剂的作用。 对羟基苯甲醛的生产方法对羟基苯甲醛的生产路线很多，仅从原料路线来看，对羟基苯甲醛的合成方法有苯酚法、对氨基苯甲醛法、对硝基甲苯法以及对甲酚法等。苯酚法（1）Reimer Tiemann 反应 该方法为最早合成对羟基苯甲醛的方法2，以苯酚和氯仿为原料，在碱金属氢氧化物的催化下，生成邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛的混合物。该方法主要用来合成邻羟基苯甲醛，对羟基苯甲醛仅作为副产物，有大量焦油产生，分离提纯困难，收率低，目前该方法仅限于理论研究，离工业化生产还有一段距离。（2）三氯乙醛法 苯酚和三氯乙醛在碳酸钾的作用下，生成对羟基苯甲醇衍生

19、物，再经甲醇钠处理得对羟基苯甲醛3。该法原料易得，缺点是中间体醇衍生物为粘稠状固体物，后处理需用乙醚多次提取，工艺复杂，成本高。（3）甲醛法 在稀酸或弱碱的作用下，苯酚和甲醛缩合生成对羟基苯甲醇和邻羟基苯甲醇，然后氧化生成对羟基苯甲醛和邻羟基苯甲醛。该反应酚醛缩合反应复杂，要采用适当的催化剂和反应条件，若以间硝基苯磺酸催化，则对羟基苯甲醛的产率为50%-55%；若以氟化硼作为催化剂，产率可提高到80%以上3。(4) Gatteymann反应 以三氯化铝做催化剂，在苯酚内加入液体氢氰酸，通入干燥氯化氢后，将反应混合物置于冰水中水解，可以获得良好收率的对羟基苯甲醛4。此法若用氰化锌代替氢氰酸，收率

20、可达90%。该法的缺点是氰化物是剧毒物品，来源难，操作技术要求高，因而无法大规模生产。(5) 乙醛酸法 苯酚和乙醛酸水溶液在碱的作用下，生成扁桃酸衍生物，氧化脱羧后得对羟基苯甲醛。Wei-Feng等5报道了两种铜（）配合物在水溶液中通过过氧化氢作用对扁桃酸衍生物显示出优异的催化能力，将扁桃酸衍生物选择性的氧化为芳香醛。对氨基苯甲醛法 对氨基苯甲醛经重氮化、水解得到对羟基苯甲醛。该法设备投资费用较高，原料有较大毒性，收率不高，过去我国大多数厂家采用此法生产对羟基苯甲醛，现该方法已逐步退出市场6。对硝基甲苯法对硝基甲苯与多硫化钠反应生成对氨基苯甲醛，经重氮化、水解制得对羟基苯甲醛7。本法收率在80

21、%以上，可制得纯度较高的产品。但设备体积庞大，且还需消耗大量的酒精，投入成本较高。对甲酚法(1) 对甲酚氧化法该方法在过量强碱的环境下，以甲醇为介质，过渡金属或其配合物为催化剂，通入氧气选择性氧化对甲酚为对羟基苯甲醛。对甲酚氧化法流程短，操作简单，在国内外的工业化生产已初具规模，有良好的发展前景。(2) 对甲酚酯化法 对甲酚在醋酸和磷酸的催化下得对甲苯基醋酸酯，再在紫外光照射下，通入氯气进行氯化得对乙酰氧基氯化苄，稀硫酸水解得对羟基苯甲醛8。该法产品纯度高收率高，工艺难度不大，但步骤复杂，原料价格贵。本课题研究的内容和目的研究内容乙醛酸法合成对羟基苯甲醛是以苯酚和乙醛酸为原料合成对羟基扁桃酸，

22、再用Cu（OH）4-为催化剂，以水为溶剂，氧化脱羧得对羟基苯甲醛。在参考已有的对羟基苯甲醛的合成方法基础上，借鉴乙醛酸法制备香兰素工艺9，采用对比参照实验，改变对羟基扁桃酸和对羟基苯甲醛合成中原料配比、反应温度、反应时间等工艺参数，确定对羟基苯甲醛的最佳合成工艺，同时最大程度地降低产物中副产物的含量。通过测量产品的熔点大致确定合成对羟基苯甲醛的最优条件。运用重结晶的分离纯化方法对粗产品进行提纯。产品提纯后，采用高效液相色谱法对产品和副产品进行分离分析，通过对比产品和副产品的色谱峰得出产品含量。并且通过核磁共振波谱和红外光谱对产品进行定性分析。研究目的 对羟基苯甲醛是一种重要的化工中间体，对于对

23、羟基苯甲醛的需求市场日益扩大，所以研究与开发成本低、收率高的对羟基苯甲醛合成新工艺有积极意义。对羟基苯甲醛的生产有多条工艺路线，目前工业生产合成主要有苯酚法、对甲酚法，对硝基甲苯法等路线。这其中一些方法存在着成本高、环境污染严重、合成选择性差、产率低等诸多问题。本论文正是基于此问题而展开的。利用乙醛酸为起始原料合成对羟基苯甲醛，该工艺的原料价廉易得，反应步骤简单，三废不多且容易后处理，在工业上有较大的效益。对羟基苯甲醛合成工艺研究实验材料实验试剂苯酚，分析纯，上海麦克林生化科技有限公司乙醛酸，含量40%，广州试剂厂氢氧化钠（粒），分析纯，天津市大茂化学试剂厂盐酸，分析纯，广东光华科技股份有限公

24、司乙酸乙酯，分析纯，天津市富宇精细化工有限公司甲苯，分析纯，广州试剂厂五水合硫酸铜，分析纯，上海九鼎化学科技有限公司硫酸，分析纯，广州试剂厂无水硫酸镁，分析纯，天津市大茂化学试剂厂无水乙醇，分析纯，天津市百世化工有限公司二氯甲烷，分析纯，天津市大茂化学试剂厂石油醚，分析纯，天津市富宇精细化工有限公司实验仪器高效液相色谱仪（WATERS-1525），沃特世科技（上海）有限公司傅立叶变换红外光谱仪，（IRAffiniry-1），岛津企业管理（中国）有限公司显微熔点仪（X-4），上海精密科学仪器有限公司核磁共振波普仪（BRUKER AVANCE HD 400），布鲁克（北京）科技有限公司磁力搅拌器（

25、RCT basic），艾卡（广州）仪器设备有限公司旋转蒸发仪（SB-1100），上海爱朗仪器有限公司电子天平（ME204E/02），梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司循环水式真空泵，郑州长城科工贸有限公司pH试纸（Q/GHSC1571-2012），上海三爱思试剂有限公司恒温鼓风烘箱（101-3AB），天津市泰斯特仪器有限公司对羟基苯甲醛的合成研究对羟基扁桃酸的合成2.2.1.1实验操作步骤 对羟基扁桃酸是一种重要的有机中间体，在医药、农药和香料合成中得到广泛的应用。目前，合成对羟基扁桃酸的方法主要有10乙醛酸法，三氯乙醛法，氰醇水解法和对氨基扁桃酸水解法等。本文采用乙醛酸法合成对羟基扁桃酸。

26、将装有滴液漏斗和球形冷凝管和磁力搅拌子的三口烧瓶置于冰水浴中，搅拌。向烧瓶中加入苯酚水溶液，然后分别滴加40%乙醛酸溶液和8%氢氧化钠溶液。待滴加完毕，升温至4060。恒温搅拌68h。反应结束后，冷却至室温。反应液用浓盐酸中和，调节pH=4，用甲苯萃取三次以除去未反应的苯酚，水相旋蒸浓缩，浓缩液用浓盐酸调节pH=2，用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，有机相旋蒸除乙酸乙酯，所得产品冷却至室温，得固体。2.2.1.2实验结果的影响因素 缩合实验影响对羟基扁桃酸收率的主要因素有物料比，反应时间，反应温度，反应液pH等。控制其他因素不改变，改变其中一种因素做对比参照实验，经分析后得出实验结

27、论，得出最佳反应条件，具体内容见结果与讨论部分。对羟基苯甲醛的合成2.2.2.1 实验操作步骤 称取五水合硫酸铜加入到三口烧瓶中，再加入蒸馏水使硫酸铜晶体溶解。搅拌，设置温度为65，缓慢加入30%氢氧化钠溶液。呆溶液变为黑色后，加入对羟基扁桃酸，加入30%氢氧化钠，是溶液的pH约为13，升温至90100，搅拌反应812h。反应结束后，趁热过滤。滤液用50%硫酸进行酸化。酸化过程产生大量气体，最终调节pH=2，升温至70，恒温30min使脱羧完全。脱羧结束后，用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，有机相旋蒸除乙酸乙酯，冷却至室温得固体。2.2.2.2实验结果的影响因素 氧化脱羧反应影响对

28、羟基苯甲醛收率的主要因素有，物料比，反应时间，反应温度，反应液pH以及酸化时的pH值。控制其他因素不改变，改变其中一种因素做对比参照实验，经分析后得到实验结果，得出最佳反应条件，具体内容见结果与讨论部分。产品的纯化工艺研究乙醛酸法合成对羟基苯甲醛是先通过缩合反应生成扁桃酸衍生物，再通过氧化脱羧得产品。在缩合反应中，会发生两个副反应，分别是乙醛酸在碱性条件下发生的Cannizarro反应和乙醛酸与苯酚反应生成的邻羟基苯甲醛的反应；在氧化脱羧反应中，高温会生成焦油。由于副反应生成的产物无法彻底出去，会影响对羟苯甲醛的含量，因此要对粗产品进行提纯。提纯固体有机物最常用的方法之一就是重结晶，其原理是利

29、用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同，或者在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同，从而使混合物各组分相互分离。本实验中采用重结晶方法对中间产品，产品进行提纯。对羟基扁桃酸粗品提纯工艺合成对羟基扁桃酸实验中，副反应Cannizarro反应生成草酸和-羟基乙酸。乙醛酸与苯酚反应，存在苯环上2-位与4-位的竞争，即生成对位产物的同时也生成邻位副产物。副产物草酸 、-羟基乙酸常温下易溶于水，邻羟基扁桃酸为粘稠状液体，不溶于水。而中间产品对羟基扁桃酸难溶于冷水，易溶于热水。利用副产物草酸、-羟基乙酸和邻羟基扁桃酸与产品在不同温度下水中溶解度的差异，将副产物邻羟基扁桃酸在高温下除去，低温下析出对羟基扁桃酸

30、。具体实验步骤如下： 在装有磁力搅拌装置和加热回流装置的圆底烧瓶中加入水和对羟基扁桃酸粗品，搅拌加热至回流，对羟基扁桃酸固体完全溶解，停止加热，趁热过滤，收集滤液，待滤液稍冷后放进冰水中，稍后有白色固体析出，抽滤得白色固体，干燥，测量熔程。对羟基苯甲醛粗品提纯工艺反应得到的对羟基苯甲醛纯度不高，将得到的对羟基苯甲醛粗品在乙醇下重结晶，产品纯度较高。具体实验步骤如下：在装有磁力搅拌装置和加热回流装置的圆底烧瓶中加入水和对羟基苯甲醛粗品，搅拌加热至回流，对羟基苯甲醛固体完全溶解，停止加热，趁热过滤，收集滤液，待滤液稍冷后放进冰水中，稍后有固体析出，抽滤得固体，干燥，利用高效液相色谱测量纯度。产品分

31、析检测熔点测定 物质的熔点是指在一定大气压下物质的固相与液相共存时的温度。纯化合物从开始熔化（始熔）至完全熔化的温度范围叫熔程，也叫熔点范围。每种纯有机物都有自己独特的晶型结构和分子间力，每种晶体物质都有独特的熔点。不纯物即使有少量杂质存在时，其熔点一般总是降低，熔程增大。因此从测定固体物质的熔点便可鉴定其纯度。本实验熔点测定操作步骤如下： 取0.10.2g固体粉末样品，置于干净的表面皿上，用玻璃棒聚成小堆，将一端封口的毛细管开口插入样品堆里，使样品被挤入管中，再把开口一端向上，轻轻在桌面上敲击，使粉末落入管底。将毛细管的封口端插入熔点仪，使用目镜找出固体粉末的位置，开启熔点仪，升温，记录始熔

32、温度和全熔温度。红外光谱测定 红外吸收光谱是由分子的振动-转动能级跃迁产生的光谱，化合物中每个集团都有好几种振动形式，在中红外区相应产生几个吸收峰，因而特征性强。除个别化合物外，每个化合物都有其特征红外光谱。因此利用红外光谱可确定化合物的结构。根据文献所示，中间产品对羟基扁桃酸的红外光谱图主要吸收峰分别为：1700cm-1,13001200cm-1,950900cm-1,950900cm-1,34003200cm-1,16001500cm-1。产品对羟基苯甲醛的红外光谱图主要吸收峰分别为：3180cm-1,1675cm-1。高效液相色谱测定 高效液相色谱是以液体为流动相，采用高压输液系统，将具

33、有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。 对羟基苯甲醛的色谱条件：高效液相色谱仪：WATERS-1525，Waters 2489 UV/Visible Detector检测器色谱柱：Phenomenex Luna 5u C18(2) 100A(New Column 2504.6mm)流动相：甲醇：水=1:1检测波长：280nm流速：1.0mL/min进样量：20L核磁共振波谱测定核磁共振（NMR）是在强磁场下电磁波与原子核自旋相互作用的一种基本物理现象。NMR波谱学可用于对各种有机物和无机物

34、的结构、成分进行定性分析，与其他谱学方法比，NMR波谱学具有最高的频率分辨率。目前，NMR波谱技术已广泛应用在化学、物理、生物、医药等领域的分析检测中。实验结果与讨论对羟基扁桃酸合成结果与讨论反应机理 苯酚受到苯环上羟基的影响，羟基是邻对位定位基，可与羰基化合物发生缩合反应，在碱的存在性，苯酚变为苯酚钠，具有强的亲核性，在适宜的温度和碱的浓度下，乙醛酸与苯酚对位上的氢发生缩合，生成对羟基扁桃酸。 缩合反应中，乙醛酸在浓碱条件下会发生Cannizzaro反应，消耗反应物乙醛酸，使目标产物收率下降。由于苯酚是邻对位定位基，会生成邻羟基扁桃酸。这个反应一般是在强碱性，温度高的情况下进行的，因此控制反

35、应温度及pH值可抑制副反应。苯酚用量的影响在缩合反应中苯酚是过量的,控制其他反应条件保持不见，改变苯酚的用量，进行对比参照实验，所得结果见表3-1：表3-1 苯酚用量对4-羟基扁桃酸收率的影响物料摩尔比产率（%）熔程（）1.5:171.2488.7-89.02.5:181.4187.7-89.73.5:181.4387.4-88.5注：物料摩尔比是指苯酚：乙醛酸 表3-1可以看出，其他条件不改变时，只改变苯酚用量，对羟基扁桃酸产率逐渐升高，但当苯酚：乙醛酸摩尔比为2.5：1时，收率最高，再增大苯酚用量会造成原料大量的浪费，也会造成经济负担，因此，苯酚：乙醛酸摩尔比为2.5:1时最适宜。反应温度

36、的影响控制其他反应条件保持不变，改变反应液的温度，进行对比参照试验，所得结果见表3-2：表3-2 反应温度对4-羟基扁桃酸收率的影响反应温度（）产率（%）熔程（）4071.1787.9-88.75081.4187.7-89.76074.2388.5-89.3 表3-2可以看出，其他反应条件不改变，只改变反应温度，对羟基扁桃酸的收率先升后降，在50时收率最高。该反应在较低温时可减少副产物邻羟基扁桃酸的产生，但低温下，反应速率减慢，反应时间需延长；当在温度较高时，反应速率会加快，但同时副产物也会增加，因此反应温度控制在50时较适宜。反应时间的影响控制其他反应条件保持不变，改变反应的时间，进行对比参

37、照试验，所得结果见表3-3：表3-3 反应时间对4-羟基扁桃酸收率的影响反应时间（h）产率（%）熔程（）666.3172.4-73.3781.4187.7-89.7880.5288.1-89.0 从表3-3可以看出，其他反应条件不变时，改变反应时间，对羟基扁桃酸的收率先升后降，反应时间过短，反应不完全，收率低；反应时间延长，收率略微降低，且消耗能源，因此控制反应时间7h较适宜。后处理pH的影响控制其他反应条件保持不变，改变反应后处理盐酸调节的pH，进行对比参照试验，所得结果见表3-4：表3-4 后处理pH对4-羟基扁桃酸收率的影响后处理pH产率（%）熔程（）166.0073.5-76.6281

38、.4187.7-89.73479.5570.3080.1-80.979.0-80.2 从表3-4可以看出：pH值为2时收率最高，而当pH值为1时，产物颜色较深，这可能是产物在该pH值时发生分解。因此，控制后处理pH值为2时较适宜。N2气体保护的影响 反应条件保持不变，向一装置通入，另一组不通，进行对比参照试验，所得结果见表3-5：表3-5 N2气体保护对4-羟基扁桃酸收率的影响是否通入N2产率（%）熔程（）是81.4387.9-88.4否81.4187.7-89.7 从表3-5可以看出，有N2气体保护和没有N2气体保护，产率变化不大，氮气保护下，实验装置比较复杂，为节省成本，实验可不采用N2保

39、护。合成对羟基扁桃酸最优反应条件的确定 综上所述，合成对羟基扁桃酸的最佳反应条件为：反应物摩尔比为苯酚：乙醛酸=2.5:1，反应温度50，反应时间7h，后处理pH=2。对羟基苯甲醛合成结果与讨论反应机理 可溶性Cu(OH)42-可由Cu2+和过量的NaOH配制而成11。可溶性Cu(OH)42-目前已广泛应用在有机合成中，本实验中，对羟基扁桃酸在Cu(OH)42-的作用下氧化成中间产物对羟基苯基乙醛酸。中间产物再经酸化脱羧即得对羟基苯甲醛。在高温下，氢氧化铜可分解，生成少量CuO，因此反应中应该加过量的Cu2+。催化剂用量的影响 控制其他反应条件保持不变，改变CuSO45H20的用量，进行对比参

40、照实验，所得结果见图3-1：注：催化剂摩尔比是指对羟基扁桃酸：五水合硫酸铜图3-1 催化剂摩尔比对4-羟基苯甲醛收率的影响 由约元法可知，氧化1mol对羟基扁桃酸需用2molCuSO45H2O，由于副反应的存在，CuSO45H2O应过量，由图3-1可知当对羟基扁桃酸：五水合硫酸铜=1:2.5时，反应收率最高。继续增加五水合硫酸铜的量，对羟基苯甲醛的收率没有明显变高，反而会提高成本，因此当对羟基扁桃酸：五水合硫酸铜=1:2.5时最适宜。反应时间的影响控制其他反应条件保持不变，改变反应的时间，进行对比参照试验，所得结果见图3-2：图3-2 反应时间对4-羟基苯甲醛收率的影响 由图3-2可知，当其他

41、反应条件不变时，改变反应时间，对羟基苯甲醛的收率逐渐增加，反应时间过短，反应不完全，收率低；反应时间延长，收率无明显变化，且消耗能源，因此控制反应时间10h最为适宜。反应温度的影响控制其他反应条件保持不变，改变反应的温度，进行对比参照试验，所得结果如下见图3-3：图3-3 反应温度对4-羟基苯甲醛收率的影响 图3-3看出，其他反应条件不改变，只改变反应温度，对羟基苯甲醛的收率逐渐增加，在100时收率最高。当在温度较高时，反应速率会加快，相同时间下收率更高，因此反应温度控制在100时最好。脱羧pH值的影响控制其他反应条件保持不变，改变脱羧时pH值，进行对比参照试验，所得结果如下见图3-4：图3-4 后处理pH对4-羟基苯甲醛收率的影响 从图3-4可以看出，当pH值为2时反应收率最高。当pH=1时，产物颜色较深，纯度也低，因此，反应控制pH=2较适宜。合成对羟基苯甲醛最优反应条件的确定 综上所述，合成对羟基苯甲醛的最佳反应条件为：催化剂摩尔比对羟基扁桃酸：五水合硫酸铜=1:2.5，反应时间为10h，反应温度为100，脱羧pH=2。结论与展望结论本文以苯酚和乙醛酸为原料，经过缩合，氧化，脱羧等过程合成对羟基苯甲醛，并初步研究了对羟基扁桃酸和对羟基苯甲醛的提纯工艺。得出结论如下： 实验的结果表明，对羟基扁桃酸的适宜合成条件为：苯酚：乙醛