2,5-二羧酸甲酯3,4-二酚钠噻围岩酚钠噻辙的应用

2,5-二羧酸甲酯3,4-二酚钠噻围岩酚钠噻辙的应用

1在医药领域的应用2、5-二羧酸甲酯-3和4-二羧酸钠-2是制备聚乙二醇二氧基丙烯酸酯（pedt）的中间。由于其特殊的电、光功能，聚乙二醇二氧基苯乙烯酸酯获得了广泛的应用前景。此外有人用2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚钠噻吩在老鼠身上做了实验,表现出极高的抗癌活性,在医药领域中具有广泛的用途。因此,2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚钠噻吩的合成具有重要意义,笔者对2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚钠噻吩的合成技术作了一些探讨。2实验部分2.1zk-84b材料主要仪器:DF101B型集热式恒温磁力搅拌器,PE-1710型傅立叶变换红外光谱仪,ZK-82B型电热真空干燥箱,SRJX-4-9箱型电阻炉(马弗炉),PHS-3C精密pH计,PE-2400型CHN元素分析仪。主要试剂:乙醚(CP),硫代二甘酸,甲醇,浓硫酸,磷钨酸,饱和碳酸氢钠,无水硫酸镁,电石均为分析纯试剂。2.2实验方法和步骤2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚钠噻吩的合成路线如下:2.2.1冷却、萃取有机溶剂制备在250ml平底烧瓶中加入硫代二甘酸10g,一定量的甲醇,使用磁力搅拌器,边搅拌边缓慢滴加一定量催化剂,反应器加热至沸腾温度,回流一定时间。冷却反应物,倒入60ml水中,再用100ml乙醚萃取。弃去无机层,用饱和碳酸氢钠溶液中和调pH=7。然后将有机层倒入锥形瓶中加入无水MgSO4作干燥剂,干燥过夜。过滤得到的滤液,用旋转汽化器风干水分后,先将其常压蒸馏,蒸出乙醚,然后再减压蒸馏,收集沸点为172～176℃/133kPa的馏分。2.2.2硫代二甘酸酯溶液配制将8.1g硫代二甘酸酯和14g草酸二乙酯,一并加入到50ml甲醇中,混合均匀。接着将12g甲醇钠和75ml甲醇混合后,倒入三口瓶中。然后将硫代二甘酸酯混合液在0℃以下滴加入三口瓶。滴加完毕后,加热回流1h。抽滤,真空干燥得产品。将产品进行红外光谱分析和元素分析。3结果与讨论3.1工艺2对产品收率的影响称取10g硫代二甘酸,量取80ml甲醇,以8ml浓硫酸作催化剂,无水硫酸钠作脱水剂,其它实验操作完全相同。工艺1是将脱水剂置于反应容器内。工艺2是将脱水剂置于反应器外。使用无水Na2SO4为脱水剂时,采用工艺1和工艺2,产品收率分别为44.5%和64.3%。在工艺1中,酯化反应生成的水需要较长时间才能与脱水剂无水Na2SO4结合生成结晶水,且生成的Na2SO4·10H2O在48℃左右又可失水。而工艺2则可以使反应生成的水及时被蒸发出来,接着被冷凝,冷凝后的水在反应器外与无水Na2SO4结合,这样既保证了有足够长的时间形成结晶水,又避免了Na2SO4·10H2O在高温下失水,因而工艺2的收率较高。如果采用工艺1以CaC2作脱水剂,CaC2吸水后变成浆糊,使产物难以分离,故宜采用工艺2。3.2原料用量比对酯化反应收率的影响实验步骤一是酯化反应,它是一个可逆过程。若要提高酯化产率,可以从两个方面入手即移走反应生成的水和保证反应物过量。反应物配比与收率的关系如下:由结果可以看出,酯化反应的收率随甲醇的用量呈现递增的趋势,但是超过一定量后其收率不再增加。原因是甲醇不仅可以作为反应物,而且还是溶剂,同时脱水剂亦会吸收一些。因此甲醇的用量越大,反应收率应该越好。但是,也需考虑到反应容器的载荷量以及原料的浪费等问题,选择最合适的原料用量比。表中数据说明,该实验最合适的物料比为甲醇∶硫代二甘酸=80ml∶10g。3.3水剂的脱水效果在相同的物料配比及同样的操作方式下,采用不同性质的脱水剂,可以得到不同的收率,实验结果如下所示:脱水剂有酸碱之分。从结果可以看出,碱性脱水剂的脱水效果最好,其次是酸性的脱水剂,再次是中性的脱水剂,最差的是依靠物理吸附的分子筛。由上文所述的理由,碱性脱水剂与水化合成新的稳定的化合物,从根本上除去了反应生成的水;酸性脱水剂由于其呈酸性,促使了整个反应体系向生成酯的方向进行,中性脱水剂与水结合成晶体,而晶体易失水;分子筛则是由于其本身的结构可以很快的吸水,同时也可很快的脱水,因而不可取。综合上述分析以及表中的数据,该实验宜采用碱性的CaC2作脱水剂。3.4温度对酯化反应收率的影响在其它的实验条件相同的情况下,改变反应温度,实验溶液温度对反应收率的影响如下:在小于64.7℃下,该酯化反应的收率随着温度上升,几乎呈线性增加,其收率在温度为64.7℃时达最大。因为甲醇既是溶剂又是反应原料,而甲醇的沸点是64.7℃,即在回流的状态下反应,产物收率最高。3.5酯化收率的提高实验初期,使用浓硫酸做催化剂,在其它条件不变的情况下,平均收率一直停留在75%左右。随着实验条件的不断改进,选用了酸性更强的磷钨酸,酯化收率有了突破性的提高。保持其它条件不变(均用电石作脱水剂),催化反应时间8h,催化剂对反应收率影响结果如下:采用磷钨酸作催化剂,反应收率达到94.3%。3.6催化反应时间制约反应时间的关键因素是催化剂的种类和用量。使用浓硫酸作催化剂的反应时间是16h,而采用了磷钨酸后,实验结果证实催化反应时间是8h,此时平均收率可达94%左右。3.7最佳反应条件的确定根据以上试验,可以得出优惠酯化反应条件为:反应原料配比80ml甲醇/硫代二甘酸10g,脱水剂为电石,催化剂为磷钨酸,反应温度64.7℃,反应时间8h。依据最佳反应条件进行复证实验,酯化收率可达95.5%。将在该实验条件下所得的产品做红外光谱分析,确定该反应产物是硫代二甘酸二甲酯。3.8双酰胺反应条件选择1)在合成过程中,水对反应产物影响显著。实验证实,当有水存在时,由于醇钠易水解,得到的产物是2,5-二羧酸甲酯-3,4-二醇噻吩,而非想要的钠盐。2)该反应是放热过程,因此,实验必需在低温下进行(0～10℃),操作过程中应缓慢将草酸二乙酯和硫代二甘酸二甲酯的甲醇混合溶液滴加到甲醇钠溶液中去。如果严格控制反应条件,该步反应产率可达90%。产品颜色为淡黄色粉末。产品经红外光谱检测,所得图谱分析如后。3.9产品分析3.9.1基类化合物基的表达各基团的吸收频率带如下:硫醚S-CH2:此外,所有种类物质在1350～1050cm-1之间均有吸收峰。S(CH2COOCH3)2红外检测数据:3458.8cm-1处有羰基(C=O)伸缩振动的倍频吸收峰;1732.56cm-1处有酯中羰基(C=O)的伸缩振动的吸收峰;2982cm-1处有-O-CH3的吸收峰;1436.16cm-1处有硫醚的吸收峰。2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚钠噻吩的红外数据:1724.44cm-1处有吸收峰,1532.67cm-1处有HOCOOH的吸收峰值,2954.74cm-1处有中的碳氧键的吸收峰值,3439.95cm-1处有-O-H(Na)的吸收峰。3.9.2-二羧酸-3.4-二酚钠噻吩S(CH2COOCH3)2的实验值:C为40.6%,H为5.7%;理论值:C为40.4%,H为5.6%2.5-二羧酸-3.4-二酚钠噻吩:实验值:C:35.0%,H:2.4%;理论值:C:34.8%;H:2.3%。由以上分析数据说明实验制备出来的物质是实验目的产物。4硫代二甘酸二甲酯合成的初步筛选1)采用磷钨酸作催化剂,电石为脱水剂的最佳酯化条件是:反应温度80℃,反应时间8h,反应配比是80ml/硫代二甘酸10g,采用工艺2。该实验条件下,硫代二甘酸合成硫代二甘酸二甲酯的平