三羟甲基乙烷合成与分离纯化研究

《三羟甲基乙烷合成与分离纯化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文三羟甲基乙烷合成与分离纯化研究论文作者：刘圣学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：应用化学指导教师：张敏卿高中良职称：教授2016年5月DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofAppliedChemistryRESEARCHONSYNTHESISANDPURIFICATIONPROCESSOFTRIMETHYLOLETHANEByLiuShengSupervisor:Pro

2、f.ZhangMinqingGaoZhongliangMay2016摘要三羟甲基乙烷，是一种重要的化学中间体和精细化学产品，可以与有机酸反应生成单酯或多酯；与醛、酮反应生成缩醛、缩酮；与二异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯等，其用途广泛，市场需求情况良好。因此，如何高效并且简单地合成、分离纯化三羟甲基乙烷十分值得研究。三羟甲基乙烷合成研究的主要目的是提高反应的转化率，其实验主要研究各种实验条件对反应的影响，从而得到最佳实验条件。另外，反应产物分离纯化的技术水平对于降低生产成本提高产品质量亦起着至关重要的作用。本课题以正丙醛和甲醛为原

3、料，经过交叉羟醛缩合反应生成中间产物2,2-二羟甲基丙醛，然后再与过量甲醛通过Cannizzario歧化反应合成目的产物三羟甲基乙烷。实验优化得到的最佳工艺条件是：n(正丙醛)：n(甲醛)=1:3.5，滴加氢氧化钠溶液，滴加温度为30℃，缩合反应温度为30℃，缩合反应时间为3h，n(正丙醛)：n(氢氧化钠)=1:1.3，氢氧化钠浓度为50%，溶剂用量m(正丙醛)：m(水)=1:8，歧化反应温度65℃，歧化反应时间2h，收率达到88.21%。本课题采用平衡法测定了三羟甲基乙烷在甲醇、乙醇、乙酸乙酯和丙酮四种有机溶剂中的溶解度，

4、并采用多项式经验方程、Apelblat方程和λh方程对测得实验数据进行了关联和比较，其中多项式经验方程和Apelblat方程的关联效果更好。通过van’tHoff方程估算得到三羟甲基乙烷在四种有机溶剂中的溶解焓和溶解熵，结果表明三羟甲基乙烷在甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯四种有机溶剂中的溶解过程是吸热和熵驱动的。根据测得的溶解度数据，选择甲醇作为初步分离产品与副产品的溶剂，并确定了甲醇的用量；选择乙酸乙酯对产品进行重结晶，通过实验确定了重结晶的最佳工艺条件：溶剂用量为400ml，结晶温度为20℃，降温速率为0.2℃/min，进行

5、一次重结晶，产品的收率达到88.21%，纯度达到98.32%。纯化后的三羟甲基乙烷经过表征分析符合产品的质量要求。关键词：三羟甲基乙烷，羟醛缩合，Cannizzario歧化反应，溶解度，分离纯化IABSTRACTTrimethylolethaneisakindofimportantchemicalintermediateandfinechemicalproducts.Itcanreactwithorganicacidgeneratedmonoesterorpolyester;withaldehydes,ketonesgene

6、ratedacetal,ketal;withdiisocyanategeneratedcarbamicacidester,etc.Itiseasytomanufacture,wideapplication,marketdemandisgood.Therefore,howtoefficientandsimplesynthesisandpurificationtrimethylolethaneisworthstudying.Themainpurposeoftrimethylolethanesynthesisistoimprove

7、thereactionconversionrate,theexperimentismainlytostudytheeffectofvariousexperimentalconditionsonreaction,soastogetthebestexperimentalconditions.Inaddition,theseparationandpurificationtechnologyofreactionproductplaysavitalroletoreducethecostofproductionandimprovepro

8、ductquality.Propionicaldehydeandformaldehydeastherawmaterial,throughthealdolcondensationreactiongeneratedintermediate2,2-dimethylolpropionaldehyd