邻苯二甲酸酐-一缩二乙二醇-甲基丙烯酸酯的合成

邻苯二甲酸酐-一缩二乙二醇-甲基丙烯酸酯的合成

碳碳双键重离子试验二甲苯二羧酸（pa）是一种重要的机化剂。广泛应用于增塑剂、醇酸树脂合成和饱和聚酯树脂合成。本试验合成的邻苯二甲酸酐-一缩二乙二醇-甲基丙烯酸酯含有碳碳双键,可应用于光固化树脂、胶黏剂、橡胶工业等领域1实验1.1实验试剂与仪器实验药品:邻苯二甲酸酐(分析纯),北京化学试剂公司;一缩二乙二醇(分析纯),国药基团化学试剂有限公司;甲基丙烯酸(分析纯),天津市化学试剂一厂;NaOH(GB209-93),天津市汉沽津华化工有限公司;环己烷(分析纯),天津市博迪化工有限公司;吩噻嗪(化学纯),中国医药上海化学试剂公司;对甲基苯磺酸(分析纯),中国医药上海化学试剂公司。实验仪器:2X-8型旋片式真空泵(沈阳真空泵厂);JJ-1精密电力电动搅拌器(常州国华电器有限公司);JA3003电子分析天平(上海天平仪器厂)。1.2合成阿成分配产品由两步合成:1.3邻苯二甲酸酐-一缩二乙二醇酯的合成在配置了机械搅拌器、冷凝管的250ml四口烧瓶中,加入邻苯二甲酸酐与一缩二乙二醇,加热搅拌,反应一定时间后,将生成液用氢氧化钠溶液中和,水洗,再用无水碳酸钠干燥,之后过滤,将滤液减压蒸馏,即得本试验的中间产物邻苯二甲酸酐-一缩二乙二醇酯。通过液相色谱分析仪分析产品。向邻苯二甲酸酐-一缩二乙二醇酯中滴加甲基丙烯酸,吩噻嗪作阻聚剂,环己烷作带水剂,升温至回流开始反应。之后降温至40℃,用氢氧化钠溶液中和,水洗4次,最后一次静止8h,分去下层水液,再用无水碳酸钠干燥,过滤,加入阻聚剂,减压蒸馏得产品,通过红外进行产品分析。2结果与讨论2.12.1.1间对产率的影响反应温度为180℃,原料比为1∶2,反应时间对产率的影响如表1所示。可以看出,随着反应时间的延长产率增加,当反应时间超过8h后,产率增加不明显,所以最佳反应时间为8h左右。2.1.2各因素对表面质量的影响反应时间8h,原料比为1∶2,温度对产率的影响如表2所示。反应温度太低,反应速度减慢,导致反应时间过长;温度过高,副反应增多。从实验结果看,最佳反应温度为180℃。2.1.3表1:表1温度为180℃,反应8h,原料比对产率的影响如表3所示。随着反应物摩尔比的增大,产率也增大,当反应物的摩尔比达1∶2之后,产率不再增加,反而下降,所以最佳反应物的摩尔比为1∶2。2.2粗产品后处理对甲基苯磺酸作催化剂,影响产率的主要因素有反应温度、催化剂用量、反应物配比、反应时间、搅拌速度及粗产品后处理方法等。在实验操作过程中充分考虑并消除了粗产品后处理等因素的影响,确定的因素、数据及水平见表4。2.2.1影响因素和数据2.2.2正交试验为了考察影响此反应的各因素,根据表4的反应因素及其水平取值,进行L2.2.2.温度对生成物产率的影响由正交试验中的极差分析得知,在此试验中反应温度对生成物产率的影响较大,再进一步补点实验,当温度升高到100℃时,生成物的产率由89.17%下降到75.45%。当温度降低到65℃,反应几乎不能进行。因此,反应温度选择在85℃比较适合。2.2.2.催化剂添加量的确定由极差分析结果可知,在此实验中,催化剂的加入量对产率的影响较小。进一步补点实验,催化剂加入量达到7%时,不但浪费催化剂,而且生成物的产率由89.17%下降到74.23%;当催化剂用量小于1%时,反应不易进行。在此实验中,最佳催化剂用量为3%比较适宜。2.2.2.阻聚剂的用量随着温度的升高,原料甲基丙烯酸容易发生自聚反应。为了防止甲基丙烯酸发生聚合反应,除控制在适宜的反应温度外,必须选择适宜的阻聚剂。本试验选择吩噻嗪作阻聚剂。阻聚剂加入量小于一缩二乙二醇质量的0.8%时,生成物的收率有所下降,并伴随着少量的甲基丙烯酸聚合现象。当阻聚剂的量大于一缩二乙二醇质量的0.8%时,反应生成物的产率减小,并浪费大量药品。所以阻聚剂的量为一缩二乙二醇量的0.8%较为适宜。2.2.2.反应时间对产品产率的影响随着反应时间的延长,生成物的产率呈线性增加。进一步补点试验,当反应时间少于6h时,生成物中含有大量未反应的原料;若反应时间由8h延长到10h,产物的产率不变。为了节约能源,又使产物产率达到最高,反应时间为8h较好。2.2.3产品性能对产品进行红外光谱分析。在1724cm3原料配比和反应时间(1)合成邻苯二甲酸酐-一缩二乙二醇酯的最优工艺条件为:反应温度为180℃,邻苯二甲酸酐和一缩二乙二醇的原料配比为1∶2,反应时间是8h,产率高达84.67%。(2)由正交试验得出,合成邻苯二甲酸酐-一缩二乙二