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如何运用微波辐射技术合成对羟基苯甲酸苄酯?

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如何运用微波辐射技术合成对羟基苯甲酸苄酯?

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,自控设计工程师 2024-03-12回答

本文旨在探讨如何运用微波辐射技术高效地合成对羟基苯甲酸苄酯,该方法具有绿色、高效的特点,为有机合成领域带来新的发展机遇。


背景:对羟基苯甲酸苄酯(简称POB),作为热敏染料显色剂和有机液晶的中间体,其化学性质稳定,不溶于水,着色性小,融点低,价格便宜,用它制成的热、压感复写纸具有使用方便,无污染,字迹清晰等优点,被广泛应用于医药、化妆品、仪器仪表记录纸等方面,因而具有广泛的开发和应用前景。

微波技术具有节能环保等优点其作为实现绿色化工的手段之一倍受人们的关注。


合成:

1. 方法一

采用微波辐射技术以对羟基苯甲酸和苄醇为原料硫酸氢钠或硫酸锆为催化剂合成对羟基苯甲酸苄酯。最佳反应条件:微波辐射功率为464 W辐射时间为4 min醇酸摩尔比为5∶1催化剂用量为0.2 g酯化率分别为98.6%和97.5%。具体步骤如下:

100 mL锥形瓶中加入0.7 g对羟基苯甲酸、2.62 mL苄醇、0.2 g固体酸摇匀后置于微波炉中心将合适的玻璃球放到锥形瓶口上每加热1 min将反应物取出取样测酯化率如此操作至规定时间后停止加热冷却反应物静置一段时间后过滤除去催化剂。将反应物放入冰水浴中静置沉淀抽虑结晶然后再用95%的乙醇重结晶。烘干得白色晶体测其熔点为100~110 ℃


2. 方法二

以对羟基苯甲酸和氯化苄为原料二甲基亚砜(DMSO)为溶剂微波辐射合成对羟基苯甲酸苄酯。优化条件下:n(对羟基苯甲酸)/n(氯化苄)为1:1.70微波辐射功率400W反应时间4min对羟基苯甲酸苄酯酯化收率达97.5%。具体步骤如下:

2.5g碳酸钠置于100ml单颈磨口烧瓶中加入10ml蒸馏水微热使之溶解加入3.5g对羟基苯甲酸(0.025mol)摇匀后置于DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器中空气浴控温为200°C左右加热得钠盐溶液继续加热使之蒸发到干。稍冷后加入22ml二甲基亚砜和5.5g氯化苄(0.04mol)装上回流冷凝管置于微波炉中调节微波炉的功率反应完成后将反应物趁热倒入到100g碎冰中即有大量白色沉淀生成。加入饱合碳酸钠溶液调节PH=7-8静置至沉淀完全抽滤滤饼用蒸馏水洗两次抽干。将滤饼取出加入200ml水加热至沸冷却抽滤。滤饼在80-90℃下烘干得白色粉末状产物


3. 方法三

采用微波辐射相转移催化技术以四丁基溴化铵为相转移催化剂先将对羟基苯甲酸与碳酸钾成盐在无有机溶剂和无机载体的条件下与氯化苄直接酯化合成对羟基苯甲酸苄酯。实验结果表明该方法具有操作简单、反应速率快、后处理方便、产率高等优点。在微波输出功率350W、辐射时间4min、n(对羟基苯甲酸)/n(氯化苄)=1/1.75、n四丁基溴化铵/n(对羟基苯甲酸)=0.024的优化条件下产率可达98.2%。具体步骤如下:


3.5 g碳酸钾置于100 ml烧杯中加入约8.5 ml水微热使之溶解。加入3.5 g对羟基苯甲酸搅拌缓慢加热得钾盐溶液将其放入微波炉中心350 W加热2 min使之蒸发至干研细。加入0.2 g TBAB和5.1 ml氯化苄将其放入微波炉中心用表面皿盖住350 W加热4 min。


将反应物趁热倒入约75 ml冰水中即有大量白色沉淀生成加入饱和碳酸氢钠溶液调节溶液的pH=7~8静置待沉淀完全抽滤。将沉淀水洗两次抽干。取出沉淀放入烧杯加入150 ml蒸馏水加热至沸腾冷却抽滤制得粗产物。将粗产物用95%乙醇重结晶干燥得到白色粉末状产物5.6 g测得产物的熔点为110~111 ℃


参考文献:

[1]边延江,段学涛,张爽等. 微波辐射固体酸催化合成对羟基苯甲酸苄酯的研究 [J]. 精细石油化工, 2006, (01): 17-19.

[2]张敏,李维,丁满花. 微波辐射合成对羟基苯甲酸苄酯 [J]. 湖南科技学院学报, 2005, (11): 100-102.

[3]龚菁,王云翔,郭卫兰. 微波辐射相转移催化合成对羟基苯甲酸苄酯 [J]. 石油化工, 2004, (01): 54-56.

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