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如何合成1,1,3,3-四乙氧基丙烷? 1

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引言:

1,1,3,3-四乙氧基丙烷是一种重要的有机化合物,广泛用于合成化学和材料科学中,合成羧苄西林钠的方法具有一定的研究意义。


背景:

1,1,3,3-四乙氧基丙烷(又称丙二醛二乙缩醛,C11H24O4)是一种重要的医药和染料中间体,可用来合成叶酸、羟基嘧啶、氨基嘧啶和嘧啶酮等,也可用于合成农产品保鲜剂,在工业生产中有着广泛的用途。四乙氧基丙烷有多种合成方法,具体取决于起始原料。这些方法包括乙烯基乙醚法、乙烯基乙酸酯法和环氧丙烷法。目前,工业上主要采用乙烯基乙醚法,以乙烯基乙醚和原甲酸酯为原料进行合成。在这一过程中,常使用无水三氯化铁和乙酸酐作为催化剂。然而,这种方法通常会产生多种副产品,导致产品质量下降。此外,在反应结束后,需要用含少量氨水的冰水进行洗涤,以处理剩余的原甲酸酯,但这样做会增加环境污染并使生产成本升高。


1. 合成

谢萍华等人以原甲酸三乙酯和乙烯基乙醚为原料,在氯化锌催化下高收率地合成了四乙氧基丙烷,避免了具有刺激性气味的乙酸酐的使用;用乙醇钠处理反应液,避免了原甲酸三乙酯的水解,大大减少了废弃物的排放,并实现了原甲酸三乙酯的回收套用。实验方法如下:

1)250mL的四口烧瓶中装入73g原甲酸三乙酯和1g催化剂,配备搅拌器、温度计和冷凝器。在30~35℃的温度下,缓慢滴加18g乙烯基乙醚,并控制反应温度。滴加完成后,升温至回流,继续反应2小时。反应结束后,冷却后向反应液中加入少量乙醇钠,以调节pH值至略碱性。通过减压精馏,回收未反应的过量原甲酸三乙酯。在真空度0.09 MPa下,收集120℃的馏分,即得到目标产物四乙氧基丙烷。



2)反应原料和产物采用气相色谱GC112A监测,用苯甲酸乙酯(99.9%)为内标物进行定量分析毛细管色谱柱 SE-30(50mx0.25 mmx0.25 μm),FID检测器,气化室 250℃,检测温度 250 ℃柱温采用程序升温,初始温度45℃,升温速度40℃/min,终止温度220℃。产物、副产物和中间体的结构通过气质联用色谱 HP5973 GC-MS确定,毛细管色谱柱 DP17(30mx0.25 mm x0.25 μm)。


通过气质联用分析考察了各影响因素对反应的影响,在较优的反应条件下(原甲酸三乙醇和乙烯基乙醚物质的量之比为2:1,催化剂量为乙烯基乙醚质量的5%,反应温度70℃,反应时间4 h),平均反应收率可以达到88.8%。


2. 应用举例

合成异噁唑。1,1,3,3-四乙氧基丙烷和盐酸羟胺为原料,水为溶剂,回流反应30 min,1,1,3,3-四乙氧基丙烷和盐酸羟胺的物质的量比为1.0∶1.05,得到异噁唑、乙醇、水的混合物,异噁唑收率可达99%。


参考:

[1]谢萍华,王从敏,吴建平,等. 四乙氧基丙烷的合成工艺研究[J]. 化学反应工程与工艺,2008,24(3):281-284. DOI:10.3969/j.issn.1001-7631.2008.03.017.

[2]蔡东,商琳琳,贾云宏,等.异噁唑的合成研究[J].化学试剂,2010,32(01):94-96.DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2010.01.007.

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