富马酸及其二甲酯实验报告.docx

富马酸及其二甲酯实验报告富马酸二甲酯的制备************ 摘要:顺丁烯二酸酐与甲醇在混合催化剂的作用下,一步合成了富马酸二甲酯。本文从催化剂种类及其配比,通过设定对比性实验,从而确定了合成富马酸二甲酯的工艺催化条件。实验证明:,浓硫酸,浓磷酸,硫脲g,溴化钠,马来酸酐4g及10ml甲醇,回流反应h,产率达%,为最佳酯化反应条件。该法具有操作简便、反应时间短的特点。关键词:富马酸二甲酯;马来酸酐;甲醇;混合催化剂Abstract:ThedimethylfumarateDMFissynthesizedbyone-:,phosphoricacid,gsulfoureaandgnatriumbrominates,%.:dimethylfumarateDMF;maleicanhydride;methanol;mixedcatalyst 富马酸二甲酯的化学名称为反丁烯二酸二甲酯,简称DMF,分子式C6H8O4外观为白色粉状结晶,熔点102~104℃,密度,无味,略具酯的香味,易溶于氯仿、醇、丙酮、乙酸乙酯,可溶于苯、l4,微溶于水及热水中,对光稳定,在紫外线及阳光下72h基本无变化,110℃热1h不分解,对热、碱、盐也有一定的稳定性。在常温下能够缓慢升华。但其水溶液对热的酸、碱稳定性较差,对氧化剂、还原剂、蛋白质、纤维、脂肪、糖等有好的稳定性,对金属无腐蚀性,~,所以DMF性质稳定[1]。 DMF是80年代国内外研究开发的新型防腐防霉剂,它具有很强的生物活性,因升华而具有熏蒸性,故具有接触杀菌和熏蒸杀菌的双重作用,这是一般防霉剂难有的特性[2]。DMF的合成一般是以马来酸或富马酸为原料来合成,工艺线路有3条:以马来酸或富马酸为原料,马来酸在催化剂和辅助剂作用下,经异构化反应转变为富马酸,再与甲醇酯化反应制得,反应收率约83%[2]。以马来酸或富马酸为原料,经酰氯化反应得到丁烯二酸二酰氯,后者再与甲醇醇解反应而得富马酸二甲酯[3]。以马来酸酐为原料,马来酸酐在催化剂和辅助剂作用下水解异构化反应,得到富马酸,再与甲醇发生酯化反应[4]。以上三种制备方法中,以马来酸酐价廉易得,且反应条件易于掌握。而马来酸酐异构酯化法中,由于所用催化剂不同而工艺条件也各异。前人对DMF马来酸酐异构酯化法中的催化剂方向已有大量研究,有用以HCl为主催化剂,H3PO4为助催化剂法[5];以AlCl3为主催化剂,H3PO4为助催化剂法[6];以混合催化剂为催化剂[7];结晶氯化铁催化合成富马酸二甲酯[8];对甲苯磺酸催化合成富马酸二甲酯[9]; 树脂催化合成富马酸二甲酯[10]等。富马酸二甲酯的制备实验已经很成熟,我们很难有所突破,只能是在前人研究的基础上提取其中一小点进行研究。在对前人的研究做对比之后,我们做了一些改进试验,选择了混合催化剂作为催化剂,先进行混合催化剂中几部分单一催化剂的条件实验,比较实验结果,再进行几种混合催化剂的条件实验,最终确定最佳混合催化剂的组成。希望提高了富马酸合成的产率,缩短了反应时间,从而达到提高总产率的目的。 1实验部分实验仪器试剂: 试剂:顺丁烯二酸酐()、甲醇、三氯化铁、浓磷酸、浓盐酸、浓硫酸、硫脲、溴化钠、冰水。仪器:50mL圆底烧瓶、100mL锥形瓶、250mL烧杯、球形冷凝管、直形冷凝管、弯管、接液管、铁夹、抽滤瓶、布氏漏斗、石棉网、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿等实验方法: 在装有有回流装置的50mL圆底烧瓶中加入顺丁烯二酸酐(定量)与10ml甲醇,按比例分别加入几种催化剂,加热回流反应,待反应结束后,改成蒸馏装置,蒸出过量的甲醇,剩余物倒入烧杯中,在搅拌下,将5倍于剩余物的冰水加入烧杯中, 外部用冰水冷却至5℃左右,继续搅拌结晶,待结晶完全后抽滤分离出结晶,经洗涤、重结晶和干燥得到纯品DMF。主要化学反应: 2结果与讨论对一步法直接合成富马酸二甲酯的各种催化剂进行了选择,对催化剂的种类、用量、配比对反应的影响进行了实验研究。催化剂种类对富马酸二甲酯产率的影响固定条件:顺丁烯二酸酐4g及甲醇10ml,回流反应。催化剂:硫脲溴化钠。为了比较不同催化剂的催化效果,用浓硫酸、浓盐酸、浓磷酸、三