乙酸对甲苯酚酯的合成工艺研究

乙酸对甲苯酚酯的合成工艺研究 AD 精 VAN 细 CES 石 INFI 油 NEP 化 ETR 工 OCH 进 EMIC 展 ALS 第1.卷第8期?…,? 乙酸对甲苯酚酯的合成工艺研究 许国兵王树清高崇 (1.江苏安泰安全技术有限公司,南通226007;2.南通大学化学化工学院,南通226007) 摘要以乙酰氯和对甲苯酚为原料合成了乙酸对甲苯酚酯,考察了反应温度,反应时间,原 料配比等对合成反应的影响,确定了乙酸对甲苯酚酯的最佳合成工艺条件:反应温度4o?, 反应时 间7h,n(对甲苯酚):n(乙酰氯)=1:1.5;乙酸对甲苯酚酯的收率可达94.95%,产品纯度达 98.5%以上. 关键词乙酸对甲苯酚酯乙酰氯对甲苯酚合成工艺 乙酸对甲苯酚酯,或称为乙酸对甲苯酯或乙 酰基对甲苯酚.乙酸对甲苯酚酯产品具有强烈的 水仙花香气,微量用于水仙,茉莉,紫丁香,铃兰, 依兰,香罗兰,风信子等日用香精中,在坚果香型 等食用香精中也可少量应用?j.其传统的合成 方法是以浓硫酸为催化剂,乙酸与对甲苯酚直接 酯化反应而得.由于浓硫酸具有强烈的腐蚀 作用,导致一系列副反应的发生,产品精制和原料 回收困难,特别是作为食品香料,必须符合一定的 卫生指标,使得后处理工艺复杂,环境污染严重, 设备腐蚀严重,产品成本增加.乙酸对甲苯酚酯 的其他合成方法主要有:活性炭负载对甲苯磺酸 催化法,此法反应温度高,能量消耗大;微波辐 射下快速合成乙酸酚酯,由于加热源采用微 波,不适于工业化生产.针对以上合成方法的缺 点,本文所述研究以乙酰氯和对甲苯酚为原料直 接进行酯化反应,生成乙酸对甲苯酚酯.结果表 明,该方法实验条件温和,反应时间短,操作简便, 产品纯度和收率均较高. 1实验 1.1原料与仪器 原料:对甲苯酚,分析纯,中国医药集团上海 化学试剂公司;乙酰氯,分析纯,中国医药集团上 海化学试剂公司. 仪器:日本日立L一7420高效液相色谱仪,日 本日立公司;AVATAR一370FT型红外光谱仪,美 国尼高力公司. 1.2合成 在装有电动搅拌器,回流冷凝器(带干燥管 和气体吸收装置)和温度计的三口反应烧瓶中, 加入21.6g(0.2too1)对甲苯酚,23.6g(0.3mo1) 乙酰氯,开动搅拌器,用电加热套缓缓加热.生成 的氯化氢气体不断逸出,烧瓶内似有沸腾现象. 待反应不太激烈时,逐步提高反应温度至4O?, 维持7h(无HC1气体逸出为止).将反应液常压 蒸馏出过量的乙酰氯,然后收集210,211?间的 无色透明,具有强烈水仙花香气的液体乙酸对甲 苯酚酯产品. 2结果与讨论 2.1反应温度对产品收率的影响 对甲苯酚加量21.6g(O.2mo1),(乙酰氯): n(对甲苯酚)=1.5:1,缩合反应时间为7h,考察 反应温度对乙酸对甲苯酚酯产品收率的影响,结 果见表1. 表1反应温度对产品收率的影响 反应温度/’E收率,%反应温度/?收率,% 358O.925075.13 4091.755566.33 4579.45 由表1可看出,随着反应温度增加,产品收率 提高,当反应温度为4O?时,产品收率可达 91.75%,反应温度再增加,由于在较高的反应温 度下,乙酰氯容易挥发,而使产品收率开始降低. 所以,反应温度以40?为宜. 2.2反应时间对产品收率的影响 其他条件不变,反应温度为4O?,考察缩合 收稿日期:2009-04—17. 作者简介:许国兵,工程师,主要从事建设项目危险化学品专 项评价和安全现状评价. 2009年8月许国兵等.乙酸对甲苯酚酯的合成工艺研究5l 反应时间对产品收率的影响,结果见表2. 表2反应时间对产品收率的影响 反应时间/h收率,%反应时间/h收率,% 588.74891.69 69O.62991.64 791.75 由表2可看出,反应时间小于7h,产品收率 随着反应时间增加而增加;反应时间为7hWt,产 品收率相对较高,达91.75%;反应时间大于7h 后,产品收率增加幅度逐渐平缓.因此,反应时间 以7h为宜. 2.3对甲苯酚与乙酰氯摩尔比对产品收率的影响 其他条件不变,反应时间为7h,考察对甲苯酚 与乙酰氯摩尔比对产品收率的影响,结果见表3. 表3对甲苯酚与乙酰氯摩尔比对 产品收率的影响 n(对甲苯酚):n(乙酰氯)收率,% 1:1.1 1:1.2 1:1.3 l:1.4 l:1.5 1:1.6 l:1.7 89.56 90.64 91.75 93.8O 94.92 95.Ol 94.96 从表3可看出,随着乙酰氯加量增加,产品收 率增加;n(对甲苯酚):n(乙酰氯)=1:1.5时,产 品收率可达94.92%,当乙酰氯加量继续增加时, 产品收率趋于稳定.考虑生产成本,确定n(对甲 苯酚):n(乙酰氯)=l:1.5为宜. 2.4重复实验结果 综上所述,最佳合成条件为:(对甲苯酚): (乙酰氯)=1:1.5,反应时间7h,反应温度40?. 在此条件下重复5次实验,对甲苯酚加量21.6g, 结果见表4. 表4最佳合成条件下重复实验结果 从表4可看出,实验重现性很好,乙酸对甲苯 酚酯的平均收率为94.95%,产品纯度基本达 98.5%以上. 2.5乙酸对甲苯酚酯红外光谱分析 图1是合成的乙酸对甲苯酚酯产品的红外光 谱图. 4000350030002500200015001000500 波数/cm-I 图1乙酸对甲苯酚酯的红外光谱 从图l可看出,在l800—1750cm处有较 强的吸收特征峰,为酯类(O—C--O)中C一0的 振动;在l650一l450cm处有强吸收特征峰,为 单核芳烃的C—C伸缩振动;在1300,1000 cm处有强吸收特征峰,即为C—O—C对称与不 对称伸缩振动;在l000—650cm处有吸收特征 峰,为苯环上对位取代基的振动.对甲苯酚分子 中羟基的吸收峰完全消失,上述检测结果表明,所 得的产品为乙酸对甲苯酚酯. 3结论 以对甲苯酚和乙酰氯为原料,直接合成了乙酸 对甲苯酚酯产品.确定了本实验的最佳合成条件 为:n(对甲苯酚):n(乙酰氯)=1:1.5,反应时间7 h,反应温度40?.在此条件下,乙酸对甲苯酚酯 产品收率约94.95%,纯度达98.5%以上.本工艺 具有反应条件温和,产品收率和纯度高,反应易于 控制等优点,是实现工业化生产的较理想工艺. 参考文献 1化学工业出版社组织编写.中国化工产品大全(下卷).北京: 化学工业出版社,1994.446 2化学工业出版社组织编写.中国化工产品大全(第二版).北 京:化学工业出版社.1998.365,369 3何坚,孙宝国.香料化学与工艺学.北京:化学工业出版社, 1995.122,l23 4葛广周.对甲苯酚——前途广阔的精细化工中间体.化工时 刊,1992,(3):2,8 5马荣萱.活性炭负载对甲苯磺酸催化合成乙酸对甲苯酚酯.延 安大学学报(自然科学版),2006,25(1):47-49 6李慧章,刘卉阂,肖立伟.微波辐射下快速合成乙酸酚酯.河北 大学学报(自然科学版),2003,23(3):262—264 (下转第55页) 2Oo9年8月王燕等.缓释型无机抗菌材料的研究综述55 11李博文,肖清华.载银膨润土的抗菌性能研究.非金属矿, 2oo1.24(5):17,l8 l2余海霞.张泽强,谢恒星.载银型抗菌累托石的制备及其性 能.武汉科技学院学报,2003,25(I):46—48 13KimYS,KimHW,LeeSH,eta1.PreparationofAlginate QuaternaryAmmoniumComplexBeadsandEvaluationofTheir AntimicrobialActivity.InternationalJournalofBiologicalMacro- molecules,2007,41:36,41 14PasteokiE,TrogoloJ,JohnstonJB,eta1.ANew,Lubricious, Anti—infectiveCoatingforCatheters.2001SurfacesinBiomate? rialsSymposium,2001,2(1):195,198 15DowlingP,BettsAJ,PopeC,eta1.Anti—bacterialSilver CoatingsExhibitingEnhancedActivityThrnughtheAdditionof Platinum.SurfaceandCoatingsTechnology,2003,163,164:637 , 640 l6王岩,王长平,林伦.磷酸盐抗菌粉体的研究及应用.硅酸盐 通报,2004(3):91—93 I7陈丽琼,李荣先.掺银纳米TiO2内墙涂料的制备及性能研 究.新型建筑材料,2007,(6):60—62 l8刘曙光,魏伟.Ag,Cu协同掺杂TiO2抗菌自洁粉体的制 备,表征及应用.硅酸盐通报,2007,26(6):l136,1140 l9付伟,吴卫华,王黔平.新型银系抗菌剂的现状和展望.江苏 陶瓷,2006,(10):26,28 20Rivera—GarzaM,OlguinMT,Garcia—SosaI,eta1.SilverSup— portedonNaturalMexicanZeolitea8anAntibacterialMateria1. 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KeyWordsinorganicantibacterialagent,antibacterialmaterial,sustained—releasetechnology (上接第51页) StudyonSynthesisofp-?-CresylAcetate XuGuobingWangShuqing2GaoChong (1.JiangsuAntaiSafetyTechnologyCo.Ltd.,Nantong226007; 2.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,NantongUniversity,Nantong226007) AbstractP—CresylacetatewassynthesizedwithacetylchlorideandP—cresolasmaterials.Theeffects of reactiontemperature,reactiontimeandmaterialratioonthesynthesiswerestudied.Theoptimumsynthe sis conditionwasdeterminedasfollows:reactiontemperaturewas40oC,reactiontimewas7h,n(p—creso1 ): n(acetylchloride)was1:1.5.TheyieldofP—cresylacetatewasupto94.95%.Thepurityoftheproduct wasover98.5%. KeyWordsP—cresylacetate,acetylchloride,P—cresol,synthsisprocess