草酸二乙酯的合成方案终极版

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1、酯类香料的合成实验设计----草酸二乙酯的合成设计目的：（1）了解酯类香料的合成实验设计方法。（2）掌握酯化反应的原理，反应条件，催化剂的选择以及原料的配比，用量及依据，还要把握实验的反应时间和反应温度。（3）熟悉酯化反应的实验操作（4）熟悉有机化合物的洗涤，干燥和分液漏斗以及减压抽滤的使用。（5）学会检测产物的折光率与红外光谱图。设计原理：1.1反应方程式：1.2草酸二乙酯的简要介绍：草酸二乙酯又名乙二酸二乙酯，[分子式]H10C6O4，为无色油状液体.有芳香味，[分子量]146.14，mp－40.6℃，bp185.7℃，折射率(20℃)1.4101。汽化热284.5J/g。比热容1

2、.81J/(g·℃)。与乙醇、乙醚、丙酮等常见溶剂混溶。微溶于水，并被水逐渐分解。草酸二乙酯是重要的医药中间体及其它有机中间体，主要用于医药工业苯巴比妥、硫唑嘌呤、磺胺、碘胺、甲基、羧苯酯青霉素、乙哌氧氨苄青霉素、乳酸氯喹、噻苯咪唑等药物的中间体，也是塑料促进剂、染料的中间体，还用作纤维素酯类、香料的溶剂。　本品有毒，在机体内易水解为酸和醇而造成较强的腐蚀性和刺激性。应注意避免吸入蒸气和接触皮肤。　　草酸二乙酯具有酯类的一般性质，在空气中吸潮并慢慢分解，与氨作用生成酰胺化合物，与丙酮缩合为丙酮酸乙酯【1】。1.3关于草酸二乙酯的研究成果：草酸和乙醇经过酯化反应可以得到草酸二乙酯。草酸的

3、酯化为一自催化可逆反应，如果没有催化剂存在时酯化反应速度很慢。为了提高酯的产量，必须尽量使反应向有利于生成酯的方向进行，一种方法是使原料过量和加入催化剂，另一种方法是把反应中生成的水或酯及时带走，从而破坏可逆反应的化学平衡，使反应源源不断的向正反应反向进行，可以提高产率【2】。酯是一种重要的有机化合物，常用作有机溶剂和有机合成原料．但其传统的合成方法一般都采用以酸、醇为原料，以浓硫酸为催化剂，长时间加热，直接酯化合成．用浓硫酸作催化剂存在较多缺点：(1)在酯化反应条由于硫酸同时具有酯化、脱水和氧化作用，导致一系列副反应的发生，使反应产物中含有少量醚、硫酸酯及羟基化合物，给产物的精制和原

4、料的回收带来困难．从而也限制了其在食品工业上的应用；(2)反应产物的处理要经过碱中和及水洗，以除去作催化剂的硫酸，致使工艺复杂，产品和未反应的原料损失，并产生大量废液，污染环境；(3)由于硫酸严重的腐蚀性，尽管采用了搪瓷反应器和高级不锈钢管，却仍然不得不进行设备的定期更新，从而增加了生产成本【3】．基于以上原因，有很多化学工作者对酯化反应催化剂进行了大量研究，并对其进行深入探讨。彭丽敏，尚会建等人采用反应精馏塔来代替釜式反应锅实现生产过程的连续化，将草酸用乙醇溶解后连续加入反应精馏塔中，在脱水剂甲苯的作用下连续将水以三元共沸物的形式带出，破坏可逆反应的化学平衡，生产的产物酯从塔釜连续采

5、出【4】。卢贵平，杨建萍，郑舟也对草酸二乙酯的合成进行了研究，他们通过试验得到草酸二乙酯的优惠工艺条件：脱水剂为甲苯，反应物料配比为结晶草酸∶乙醇∶甲苯=1∶2.3∶1.4(mol比)，脱水方式为分步脱水，乙醇加料方式分两次加料【5】。1.4催化剂的选择本实验我将采用混合催化剂，具体就是对甲苯磺酸与甲苯的混合物。对甲苯磺酸作为催化剂，甲苯作为脱水剂，刚好补全了浓硫酸作为催化剂的两大优点。对甲苯磺酸是一种强的固体有机酸，无氧化性，无炭化作用，作为酯化反应的催化剂时，具有选择性好，产品纯度高，对设备的腐蚀和三废污染比硫酸小，同时不易引起副反应，价廉易的，易于保存、运输和使用，催化剂用量小，

6、是一种适合工业生产的有效催化剂【6】。在卢贵平等人的研究中对甲苯，苯，四氯化碳，氯仿四样脱水剂进行了研究，证实了甲苯这是一个很好的脱水剂。卢贵平等人的实验数据如下：不同种类脱水剂对产物收率的影响编号脱水剂反应时间/h产量/g收率/％1甲苯5129.588.702苯7128.888.223四氯化碳8.5126.586.534氯仿9.5120.482.36根据相关资料酸酐与脱水剂配比为结晶草酸∶甲苯=1∶1.4(mol比)，催化剂为酸酐的4%左右。1.5原料的配比与反应的温度及反应时间确定的原料配比与反应温度及反应时间如下：结晶草酸∶乙醇=1∶2.3(mol比)，脱水方式为分步脱水，乙醇加

7、料方式分两次加料，反应时间确定为2.5h，反应温度确定为120-130℃。依据为卢贵平对草酸二乙酯的合成研究成果：;g547l4s在同一投料配比条件下，考察了草酸脱水和酯化脱水同步进行、分步进行，乙醇一次投料和二次投料对产物收率的影响。脱水、加料方式对产物收率的影响P3u0K:编号脱水方式加料方式产值/%收率/%1同步脱水一次110.375.482分步脱水二次117.280.173分步脱水二次130.089.02从表中看出，最佳脱水加料方