α-呋喃丙烯酸甲酯的合成及研究(编辑修改稿)

α-呋喃丙烯酸甲酯的合成及研究(编辑修改稿)内容摘要：

糠醛 天津市科密欧化学试剂总厂 分析纯 盐酸 哈尔滨市化工化学试剂厂 优 级纯 氯化钠 永大试剂 分析纯 无水碳酸钠 天津市博迪化工有限公司 分析纯 无水硫酸钠 旅大市旅顺口区化工二厂 分析纯 无水乙酸钠 天津市博迪化工有限公司 分析纯 硫酸 哈尔滨市化工化学试剂厂 分析纯 活性炭 工业粗品 一水合对甲基苯磺酸 自制 实验步骤 α 呋喃丙烯酸的合成 在干燥的装有搅拌器、温度计和冷凝管 (上接氯化钙干燥管 )的 250mL 三口瓶内依次加入新蒸馏的糠醛、乙酸酐和无水乙酸钠固体，于一定的温度下搅拌反应一定的时间。 冷至 110℃在搅拌下将反应液慢慢倾入 200g 碎冰中，冷至室温后再搅拌30min。 将其加热至 50℃放入活性炭进行脱色，继续加热至沸腾 10min，趁热过滤，滤液于 50℃用 10 %稀盐酸酸化至 pH为 3，放置过夜，过滤得微黄色（或白色）针状晶体，熔点 140～ 141℃ ,收率 %。 α 呋喃丙烯酸甲酯的合成 在干燥的反应瓶中按照计算量加入α 呋喃丙烯酸和甲醇，再放入适量的带水剂和一定量的催化剂 ,回流反应一定时间，反应液的颜色逐渐加深。 冷至室温后加100ml 冷水，分出深黄色有机层，水层则呈乳白色并混有油珠，水层用 3 10ml 有机溶剂萃取三次， 水层颜色逐渐变浅，合并有机层，依次用 10%碳酸钠溶液 30ml 洗涤两次，上层浅黄色，下层乳白色，分液后复洗一次，再用饱和食盐水洗涤两次，α 呋喃丙烯酸甲酯 的合成及研究 6 然后用无水硫酸钠干燥，放置过夜。 安好减压蒸馏装置，将干燥的滤液滤入圆底烧瓶中，检查气密性，蒸除未反应的甲醇和带水剂和其他杂质后，收集 140～ 142℃ /5kPa 馏分，得淡黄色清亮液体，收率 %。 α 呋喃丙烯酸甲酯 的合成及研究 7 第四章 结果 将合成出的产品提纯后，在红外光谱仪上测定。 α 呋喃丙烯酸晶体用 KBr 压片，α 呋喃丙烯酸甲酯用液膜法制样。 所测得的红外光谱图如下： α 呋喃丙烯酸 现将α 呋喃丙烯酸的红外光谱中的主要吸收峰和官能团对应关系列如下表： 表 41 α 呋喃丙烯酸的红外光谱中的主要吸收峰 特征官能团 O C H C H CO O H 吸收峰 峰强度 ν C=C(ring) 1557 m 1484 s 1392 m ν CH 3131 m ν asCOC 1229 s ν sCOC 1073 s γ CH 881 m β ring 755 s ν C=O 1700 vs ν C=C 1665 s δ =CH 972 s 将样品的红外光谱谱图与标准谱图比较，样品的光谱吸收峰位置和峰强度与标图 41 α 呋喃丙烯酸的红外光谱 α 呋喃丙烯酸甲酯 的合成及研究 8 准谱图的吸收峰基本一致，由此可以判断此物质即所要合成的产品 —— α 呋喃丙烯酸。 α 呋喃丙烯酸甲酯 现将α 呋喃丙烯酸甲酯的红外光谱中主要吸收峰和官能团对应关系如下表： 表 42 α 呋喃丙烯酸甲酯的红外光谱中的主要吸收峰 特征官能团 O C H C H CO O C H3 吸收峰 峰强度 ν C=C(ring) 1559 m 1481 s 1389 m ν CH 3129 m ν asCOC 1211 s ν CsOC 1075 s γ CH 883 m β ring 749 s ν C=O 1716 vs ν COC 1308 s 1263 s 1166 s ν C=C 1642 s δ =CH 972 s ν asCH(CH3) 2950 m 图 42 α 呋喃丙烯酸甲酯的红外光谱 α 呋喃丙烯酸甲酯 的合成及研究 9 将样品的红外光谱谱图与标准谱图比较，样品的光谱吸收峰位置和峰强度与标准谱图的吸收峰相差不大，由此可以判断此物质即所要合成的产品 —— α 呋喃丙烯酸甲酯。 α 呋喃丙烯酸甲酯 的合成及研究 10 第五章 讨论 带水剂的选择 由于酯化反应是一个可逆反应，在反应中如果不及时把生成的水排除，就会使反应向逆向进行，影响产品的收率。 因此要选择合适的带水剂。 选择带水剂的主要思想是：让带水剂和未反应的甲醇以及水在较低温度下形成共沸物，从而达到除去水的目的。 本实验可以选用的带水剂为苯和甲苯。 经过实验证明：在相同反应条件下，甲苯作带水剂比苯作带水剂产率 要高。 虽然苯作带水剂时的成本较低，但是甲苯在生产中也比较易得，用甲苯作带水剂也不会增加太多的成本，所以本实验选用的带水剂是甲苯。 催化剂的选择 酯是酸与醇之间反应发生脱水缩合而成的。 但是，酸与醇之间要想顺利进行反应就需要加适当的催化剂。 本实验可以采用浓硫酸、对甲苯磺酸、十八水合硫酸铝来作为催化剂。 下面分别来讨论这三种催化剂对酯化反应的影响： 浓硫酸对酯化反应的影响 浓硫酸是实验室中常见的无机强酸。 它简单易得，价格低廉，催化活性适中，成为实验室中常用的酸和醇酯化反应的催化剂。 浓硫酸对低 级醇的酯化能力较强，但随着 ROH 的碳链增长，生成烯烃的可能性愈来愈大，酯收率降低；对大多数酯化反应而言，浓硫酸的浓度低，酯收率较高，因为硫酸浓度愈大，越容易炭化和生烯，并且在酸性和高温条件下，呋喃环易被破坏。 因此，使用浓硫酸作催化剂时，要注意控制温度和浓度，以防止过多的副反应。 对甲苯磺酸对酯化反应的影响 对甲基苯。