畢業(yè)論文甲苯氧化實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)研究

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）課題名 稱甲苯氧化實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)研究學(xué)生姓名黎芳鳴學(xué)號系、專 業(yè)生物與化學(xué)工程系07化學(xué)專業(yè)指導(dǎo)教師張紅萍職稱教 授2011 年 5月 30 日甲苯氧化實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)研究黎芳鳴（邵陽學(xué)院 生物與化學(xué)工程系2007級化學(xué) 湖南 邵陽422000）指導(dǎo)老師張紅萍摘要本實(shí)驗(yàn)以甲苯為原料，利用季錢鹽作為相轉(zhuǎn)移催化劑，kmno4作為氧化劑，采用 相轉(zhuǎn)移催化制備苯甲酸，并對產(chǎn)物進(jìn)行熔點(diǎn)測定和ir檢測。研究相轉(zhuǎn)移催化劑的種 類及用量、高鎰酸鉀用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)吋間對反應(yīng)的影響。最后確定最佳反應(yīng)條 件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：和轉(zhuǎn)移催化合成苯甲酸，反應(yīng)時間短，收率高，并在反應(yīng)溫度為 90°c,反應(yīng)時

2、間2小時，kmno4與甲苯的摩爾比為25： 1 ,季鞍鹽teba與甲苯的摩爾 比為1 ： 10時，產(chǎn)率達(dá)72. 1%.關(guān)鍵詞：合成；相轉(zhuǎn)移催化；苯甲酸；季錢鹽。synthesis of benzocaine study of synthesis of intermediates p-nitrobenzoic acidli fangming(shaoyang university, grade 2007, department of biology and chemistry engineering shaoyang college hunan shaoyang 422000)instructo

3、r zhang hongpingabstractunder alkaline conditions, using pnitrotoluene as experimental material, which is oxidated by potassium permanganate to generate pnitrobenzoic acid, and then using p-nitrobenzoic acid and ethanol to produce ethyl pnitrophenyl under the influence of catalyst, then the product

4、is restored to benzocaine by iron, after that benzocaine's structure can be analyzed by ir, nmr, and gc- ms. the influenced factors which have an effect on the yield such as the type of catalyst ,the amount of catalyst and the molar ratio of acid and ethanol are studied.tthe experimental results

5、 show that: in the same experimental conditions, using concentrated sulfuric acid as catalyst in the process of esterification reaction, the mole ratio of p-nitrobenzoic acid and concentrated sulfuric acid and ethanol is 1 : 2, the reaction time is two hours, the reflux temperature is 90 °c, th

6、e mole ratio of concentrated sulfuric acid and ethanol is 1 : 5 , the yield of benzocaine can reach up to 88.5% key words: synthesis； esterification reaction； catalystin目錄中文摘要i英文摘要ii1前言11.1甲苯氧化實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)的研究意義112相轉(zhuǎn)移催化劑的發(fā)展背景21.3相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)機(jī)理2實(shí)驗(yàn)部分42.1主要實(shí)驗(yàn)儀器42.2主要實(shí)驗(yàn)藥品42.3相轉(zhuǎn)移催化劑的制備52.4苯甲酸的催化氧化制備2.5分析與測試3結(jié)果與討論73.1

7、相轉(zhuǎn)移催化劑的種類對收率的影響73.2相轉(zhuǎn)移催化劑（teba ）用量對收率的影響83.3反應(yīng)時間對苯甲酸收率的影響 113.4反應(yīng)溫度對反應(yīng)的影響133.5產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分析 164結(jié)論19參考文獻(xiàn)20致謝211刖吞1.1甲苯氧化實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)的研究意義苯甲酸因最初得自安息香膠，故俗稱安息香酸，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由武勒(whelr) 和利比希(liebig)于1832年確定的它是19世紀(jì)首先被大量地用作藥物的有機(jī)化合物, 苯甲酸是一種的重要的化工原料，可用作食品的抑菌劑，在合成樹脂方面可用作醇酸 樹脂和聚酰胺樹脂的改性劑等|門，如今也用于合成染料和藥物、媒染劑、增塑劑、 防腐劑、驅(qū)蟲劑和香料等,其用途廣泛、用

8、量大苯甲酸的制備方法有多種，在商業(yè)上 有三種，第一種是蔡以五氧化二饑氧化，給出鄰苯二甲酸酹，經(jīng)脫竣得苯甲酸;第二種 是甲苯被濃硝酸氧化成苯甲酸；第三種是三氯甲苯被堿水解，然后加無機(jī)酸就生成苯 甲酸i?在實(shí)驗(yàn)室一般通過甲苯直接被高猛酸鉀氧化制備或通過苯甲醛的岐化反應(yīng) 來制備等但通過甲苯氧化制備苯甲酸過程中，反應(yīng)時間較長，約需8小時以上，產(chǎn) 率偏低，約為40%50 % 5壞境污染大等缺點(diǎn)若使用冠醯作催化劑,反應(yīng)步驟較復(fù) 雜，價格相當(dāng)昂貴，口含毒性較高m。隨著苯甲醛需求的口益增加，在苯甲醛生產(chǎn)新 工藝的開發(fā)方面，國內(nèi)外都做了大量的研究工作。因此,找到一種反應(yīng)平穩(wěn)、實(shí)驗(yàn)時間 短的方法成為人們的研究課題

9、之一。相轉(zhuǎn)移催化劑用于甲苯的氧化,通過人量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)相轉(zhuǎn)移催化劑能夠大大提高 反應(yīng)速率，增加苯甲酸的產(chǎn)率。相轉(zhuǎn)移催化劑種類很多，常用的有季較鹽、季鹽和冠 酷等。據(jù)文獻(xiàn)報導(dǎo)，用dc-18冠6作為相轉(zhuǎn)移催化劑進(jìn)行甲苯的氧化反應(yīng)，產(chǎn)率 可達(dá)100%,但是，由于冠醛價格昂貴、毒性大，不宜用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)。本課題研究了 催化劑種類、用量、反應(yīng)時間對產(chǎn)物收率的影響。最后確定了最佳反應(yīng)條件，了解 相轉(zhuǎn)移催化這一新的合成方法。苯甲酸的制備均采用甲苯氧化法，我們在使用過程中發(fā)現(xiàn)該法存在以下缺點(diǎn)反 應(yīng)時間長,需冋流45小時，產(chǎn)率偏低，約為40%50 %.反應(yīng)過程中有二氧化猛生 成，由于局部過熱，必須經(jīng)常間歇振搖反應(yīng)瓶

10、，才能防止混合物發(fā)生暴沸分批加入高 猛酸鉀時易造成冷凝管堵寒。為了克服以上缺點(diǎn)。我們采用相轉(zhuǎn)移催化法對本實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)。所謂“相轉(zhuǎn)移催化”是指一種催化劑能加速或者能使分別處于互不相溶的兩 種溶劑液一液兩相體系或固一液兩相體系中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，口反應(yīng)時，催化劑把in一種實(shí)際參加反應(yīng)的實(shí)體如負(fù)離子從一相轉(zhuǎn)移到另一相屮，以便它與底物發(fā)生反 應(yīng)。通俗地講，即是兩個互不相溶的相間加入第三種物質(zhì)后，由于它的存在，使相 間反應(yīng)能迅速進(jìn)行，這種作用稱為相轉(zhuǎn)移催化，該第三種物質(zhì)稱為相轉(zhuǎn)移催化劑。 對于液一液兩相體系，可以用下式表示：r-l+ q + m n()；rm n()； + q+ ： 有機(jī)相i 界面1/ +

11、 q+ m if)；if)； + q+ i廠 水相其中q+i廠代表相轉(zhuǎn)移催化劑。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)方法有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 采用半微量法有機(jī)合成，可以節(jié)約藥品，減少污染。(2) 曲于甲苯和水互不相溶，反應(yīng)只能在兩者的界面中進(jìn)行，所以傳統(tǒng)的反應(yīng) 方法耗時很長。加入相轉(zhuǎn)移催化劑后，反應(yīng)能順利進(jìn)行。1.2相轉(zhuǎn)移催化劑的發(fā)展背景相轉(zhuǎn)移催化劑(phase transfer catalysis簡稱ptc)是七十年代發(fā)展起來的一 種新的合成方法。由于該方法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡便，反應(yīng)選擇性高、副反應(yīng) 少等優(yōu)點(diǎn)，受到國內(nèi)外學(xué)者的普遍重視，發(fā)展非常迅速，已廣泛于有機(jī)合成和高分 子合成等領(lǐng)域屮。早在1947年witt

12、g就發(fā)生在無水乙醇中發(fā)生的烷基化反應(yīng)，含有少量三苯甲基 及菊化物離子配對的四甲按陽離子對反應(yīng)有較大促進(jìn)作用。后經(jīng)makosza, rrardstron, starks等人努力，相轉(zhuǎn)移催化(phasetraofcrcatalysis) _于刊年代初 成為異相反應(yīng)屮一種新方法、新理論，成為有機(jī)合成中十分活躍的領(lǐng)域，在生產(chǎn)實(shí)踐 小具有重要指導(dǎo)意義及應(yīng)用價值。tl 1965 至 1971 年 makosza m, starks c m, brandstrom 等做了一系列報告后， 發(fā)展了相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)，并發(fā)現(xiàn)不少表而活性劑(saa)做相轉(zhuǎn)移催化劑(ptc),可使反 應(yīng)在非均相體系屮進(jìn)行。它的特點(diǎn)是加快

13、反應(yīng)速率，減少副反應(yīng)發(fā)生，降低能量要求, 使用低價、無毒、可回收的溶劑或者水作為溶劑等。1.2. 1 ptc的相轉(zhuǎn)移催化機(jī)理相轉(zhuǎn)移催化的反應(yīng)機(jī)理最早在19 7 1年提出屈。在starks早期的工作中，季錢鹽(q+x-)溶解在水相時，會在相界面上或者附近發(fā)生陰離子交換反應(yīng)。ptc在水相中 會同陰離子發(fā)生離子交換反應(yīng)。形成的離子對(q+y-)由于本身的親油性使其能穿過液 -液相界面到達(dá)有機(jī)相，這個過程稱之為“相轉(zhuǎn)移”。在有機(jī)相屮，離子對q+y-屮的 陰離子部分是弱極化的并且容易發(fā)生親核反應(yīng)，它通過親核取代反應(yīng)的過程同右機(jī)試 劑進(jìn)行反應(yīng)生成產(chǎn)物。這個新形成的離子對可以重新返回到水相中，如此反復(fù)。一

14、個物質(zhì)成為相轉(zhuǎn)移催化劑所需具備的基本條件是：(1) 在水相屮形成的離子對在有機(jī)相屮有一定的溶解度，同時離子對的相轉(zhuǎn)移活 性高；(2) 相轉(zhuǎn)移催化屮必須具備足夠多的碳離子，以使形成的離子對具有親油性；(3) 相轉(zhuǎn)移催化屮親油基的結(jié)構(gòu)位阻應(yīng)盡量小，一般為直鏈；(4) 在反應(yīng)條件下，化學(xué)性質(zhì)應(yīng)穩(wěn)定且易回收。一般而言，相轉(zhuǎn)移催化的反應(yīng)機(jī) 理如下式所示：rxorganic phase：itilerfeceiaqueous phase起反應(yīng)的場所可能是界面或者是膠束。一般情況下認(rèn)為反應(yīng)是在有機(jī)相屮進(jìn)行 的。不過也有些爭論，對于在季錢鹽存在下的碳止離子的反應(yīng)或生成碳烯的反應(yīng)，實(shí) 際上不可能明確指出反應(yīng)場所。

15、1.2.2 ptc的種類(1) 翁鹽類翁鹽類是較早廣泛使用的一類相轉(zhuǎn)移催化劑，包括季錢鹽、季磷鹽以及最近常被 研究使用的銃鹽。季錢鹽類作為相轉(zhuǎn)移催化劑最早應(yīng)用于有機(jī)合成。其屮常用的是四 丁基溟化錢(t b a x)、三甲基節(jié)基氯化錢(tmbac)、三辛基甲基氯化錢(t0mac)、十 六烷基三甲基澡化錢(htmab)、三乙基節(jié)基氯化錢(tebac)、四丁基錢硫酸氫鹽(tbahs0) 和三烷基甲基氯化錢(trmac)等。(2) 多瞇類多瞇類相轉(zhuǎn)移催化劑借助分子屮許多氧原子上未共用的電子對與陽離子形成絡(luò) 合物而溶于有機(jī)相。主要有冠瞇、聚乙二醇類等。1.2.3 ptc的應(yīng)用相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)技術(shù)目前已經(jīng)廣

16、泛地應(yīng)用在各種類型的有機(jī)反應(yīng)屮，并且應(yīng)用范 圍還在不斷地擴(kuò)大。季錢鹽類相轉(zhuǎn)移催化劑一般應(yīng)用在烷基化反應(yīng)、親核取代反應(yīng)、 消除反應(yīng)、縮合反應(yīng)、加成反應(yīng)等。而冠瞇類和聚乙二醇類則較多地用于有機(jī)氧化述 原反應(yīng)，主要用于合成醫(yī)藥、農(nóng)約、香料、染料屮間休和特種高分子(心。大多數(shù)相轉(zhuǎn) 移催化劑反應(yīng)是在液-液兩相屮進(jìn)行的，但這種方法存在產(chǎn)物分離困難及產(chǎn)品易被催 化劑污染等缺點(diǎn)。1.2.4 ptc的發(fā)展方向隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來相轉(zhuǎn)移催化劑在原來的基礎(chǔ)上有了新內(nèi)容、新 進(jìn)展。主要有以下兒個方面。(1) 新型多功能基ptc鑒于相轉(zhuǎn)移催化劑在有機(jī)合成屮的應(yīng)用越來越廣，而單功能基的相轉(zhuǎn)移催化劑效 果不夠理想

17、，于是岀現(xiàn)了一系列由不同的單功能基的催化劑組成的新型多功能基相轉(zhuǎn) 移催化劑，例如：聚乙二醇、翁鹽組合聚乙二醇、冠瞇組合；季錢鹽、冠瞇組合 12;三聚紈胺衍生體刪等。(2) 三相ptc和功能型ptc為了克服小分子相轉(zhuǎn)移催化劑普遍存在的價格昂貴難以購買、不穩(wěn)定、有毒、污 染環(huán)境、消耗大、難于分離回收等缺點(diǎn)。化學(xué)工作者將具有相轉(zhuǎn)移催化活性的分子以 化學(xué)鍵的方式i占i載到不溶性高聚物上，如二乙烯交聯(lián)的苯乙烯(dvb-ps).硅膠等，形 成i占i載相轉(zhuǎn)移催化劑。由于它在催化固-液或液-液反應(yīng)時不溶，口成一相，故有時也 稱為三相催化劑14"5o此外，相轉(zhuǎn)移催化劑越來越朝著功能化方向發(fā)展，如手性相

18、轉(zhuǎn) 移催化劑泗、溫控相轉(zhuǎn)移催化劑、反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化劑網(wǎng)、逆相相轉(zhuǎn)移催化劑問 等。1.3相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)原理甲苯高猛酸鉀氧化的反應(yīng)式為：在和轉(zhuǎn)移催化劑催化下甲苯合成苯甲酸的反應(yīng)原理為:cookcookcooh +kmml+ m11() 2 + 1120以季鍍鹽為催化劑的原理為：(q+ = r4n + )廠 ch3 +q+mno"+ mnc)2 + q* (org)iimkx + qmno； kmno4 + x" + q+ (ag)kmno4對甲苯的氧化作用源t* mnot中的+ 7價鎰由于甲苯不溶于水,而kmno4 不溶于有機(jī)相，故二者只在水相有機(jī)相的界面處相互碰撞而

19、發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生碰撞 的分子少，反應(yīng)速度慢，收率低;加入季錢鹽后，季錢鹽作為相轉(zhuǎn)移催化劑在水相及有 機(jī)相界面處進(jìn)行離子交換，把mno帶入有機(jī)相，使之在有機(jī)相中對反應(yīng)底物甲苯進(jìn) 行氧化，變非均相反應(yīng)為均相反應(yīng)，極大地增加了 mno與甲苯的碰撞機(jī)會呦，反 應(yīng)速度人為提高。2實(shí)驗(yàn)部分 2.1主要實(shí)驗(yàn)儀器電動攪拌器dztw型電子調(diào)溫電熱套th iele管（熔點(diǎn)測定管）減壓抽濾裝置三口燒瓶球形冷凝管2.2主要實(shí)驗(yàn)藥品甲苯（a. r ）高錨酸鉀（a. r）三乙鞍（化學(xué)純）氯化節(jié)（化學(xué)純）澳化節(jié)（化學(xué)純）異丙醇（a. r ）濃鹽酸（a. r ）四氯化碳（a. r）四丁基澳化鞍（tbab a. r ）十六烷基三

20、甲基澳化鞍（ctmab a. r ）澳丁烷（化學(xué)純）三丁胺（化學(xué)純）無水乙醇（a. r ）2.3相轉(zhuǎn)移催化劑的制備2. 3.1相轉(zhuǎn)移催化劑teba的合成在250m 1圓底燒瓶屮加入46 m 1三乙飲和33m 1氯化節(jié)、30m 1四氯化碳，裝上 球形冷凝管，在電熱套上回流2小時，反應(yīng)完畢，將反應(yīng)液抽濾，用少量四氯化碳 洗滌兩次，在烘干箱屮65°c烘干，置于干燥器屮存放待用.2. 3. 2相轉(zhuǎn)移催化劑tebab的合成將30. 5 ml溟丁烷,42 mln（c2h5）3放入三口燒瓶中，一次性加入一定量反應(yīng)溶劑, 用水浴加熱，攪拌回流，直到反應(yīng)不出現(xiàn)冋流為止，轉(zhuǎn)移反應(yīng)液，進(jìn)行減壓蒸憾，轉(zhuǎn)移

21、減壓蒸憾后的產(chǎn)品，得晶體，用結(jié)晶溶劑洗滌，烘干后置于干燥器中存放待用。2. 3. 3相轉(zhuǎn)移催化劑tbab的合成在250m 1圓底燒瓶中加入一定配比的三止丁胺的無水乙醇溶液和1 一漠代正丁烷的無 水乙醇溶液混合，裝上球形冷凝管，在屯熱套上回流，反應(yīng)完畢，將反應(yīng)液抽濾，用 少量溶劑洗滌兩次，重結(jié)品，在烘干箱中烘干，置丁干燥器中存放待用.2.4苯甲酸的催化氧化制備在250m 1三口燒瓶屮依次加入23g甲苯，一定量的催化劑（于150m 1蒸館水屮）， 瓶口裝溫度計、球形冷凝管、電動攪拌器，用電熱套加熱至一定溫度下回流在攪拌下 將一定量的kmno,按3035 min內(nèi)分批加入，加完后用50m 1水沖洗冷

22、凝管內(nèi)壁繼續(xù) 攪拌、回流，反應(yīng)完后，趁熱抽濾，以除去二氧化猛沉淀，濾餅用熱水洗滌兩次,合并濾 液和洗液，然后用少量亞硫酸氫鈉同體褪色，無色溶液濃縮至100m 1后冷卻，用濃鹽酸 酸化、靜置，將析出的苯甲酸抽濾，用少量冷水洗滌，干燥、熱水重結(jié)晶后，得到的產(chǎn)品 為無色針狀晶體,烘干，稱重計算產(chǎn)率，并對產(chǎn)物進(jìn)行熔點(diǎn)測定和1r檢測。2.5分析與測試紅外光譜由美國富里埃紅外光譜分析儀測定，測定方法為澳化鉀壓片法。3結(jié)果與討論3.1相轉(zhuǎn)移催化劑的種類對收率的影響為比較催化劑的種類不同，選用c6ii5cii3為2 . 3g, kmnot與c6h5ch3的摩爾比為2.5： 1,水用量為200ml反應(yīng)溫度為10

23、0°c ,催化劑用量取0. 6g反應(yīng)吋間為2h. kmno. 在堿性、屮性、酸性下，均具有氧化性，以酸性介質(zhì)屮標(biāo)準(zhǔn)述原電位最高，氧化能力最 強(qiáng)，反應(yīng)體系酸堿性決定了kmno,的氧化能力，顯然，較弱的氧化性對反應(yīng)不利，而在酸 性條件下，雖然kmnoj氧化能力強(qiáng),但其分解速度比在屮性條件下快近20倍創(chuàng)，自身分 解反應(yīng)占優(yōu)勢，導(dǎo)致收率很低，所以實(shí)驗(yàn)在小性條件體系小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1表1 催化劑的種類對收率的影響催化劑的種類tebatbabctmab收率（% ）50.577.872.0由表一可知，在相同的條件下，tbab的催化效果最好，這是由于它的親油 性基團(tuán)桂基較大，能有效地將mno轉(zhuǎn)入有

24、機(jī)相進(jìn)行反應(yīng)。但因teba價廉易得，在接 下來的實(shí)驗(yàn)屮我用teba來做實(shí)驗(yàn)。3.2相轉(zhuǎn)移催化劑（teba）用量對收率的影響為比較teba用量的不同，選用c6h5ch3為23g, kmno占c6h5ch3fi<j摩爾比為2. 5： 1,水 用量為200ml反應(yīng)溫度為100°c，反應(yīng)吋間為2h. kmno,在堿性、中性、酸性下，均具有 氧化性，以酸性介質(zhì)中標(biāo)準(zhǔn)還原電位最高,氧化能力最強(qiáng)，反應(yīng)體系酸堿性決定了 kmno（的氧化能力，顯然，較弱的氧化性對反應(yīng)不利，而在酸性條件下，雖然kmno（氧化能 力強(qiáng),但其分解速度比在中性條件下快近20倍叫自身分解反應(yīng)占優(yōu)勢，導(dǎo)致收率很低, 所以實(shí)

25、驗(yàn)在中性條件體系中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2.表2 teba用量對收率的影響teba用量（g）0.00.20.40.60.81.0收率 (% )33.662. 164. 769.560. 159.0由表2可知，不加teba時，產(chǎn)率較低，因?yàn)榇藭r是兩相反應(yīng),反應(yīng)物分子間碰撞機(jī) 率小，加入相轉(zhuǎn)移催化劑teba后,teba能把mno轉(zhuǎn)入有機(jī)相屮，接觸面積大，分子 間碰撞機(jī)率變大，收率提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，teba的最佳用量為0. 6g （即gh5ch3與 teba的摩爾比為10： 1），過高或過低均使收率有所降低其原因主要是用量少反應(yīng)速 度慢,用量大則會發(fā)生乳化作用使產(chǎn)品的分離變得困難，造成損失.3.3反應(yīng)時間

26、對苯甲酸收率的影響甲苯、高猛酸鉀和水的用量均同3. 2, teba用量取06g，反應(yīng)溫度為100°c，實(shí)驗(yàn) 結(jié)果見表3.表3反應(yīng)時間對收率的影響反應(yīng)吋間（h）1.52.02.53.0收率（ ）55.862.359.055. 7實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著反應(yīng)時間的增長,收率先是增加，然后下降，這主要是時間延 長，增加了深度氧化的可能性，副產(chǎn)物增加，收率下降因此，本反應(yīng)適宜的反應(yīng)時間 2h.3.4反應(yīng)溫度對反應(yīng)的影響本反應(yīng)是一個放熱反應(yīng),較低溫度下有利于反應(yīng)進(jìn)行，但溫度太低，反應(yīng)速度太 慢，為了尋找合適的反應(yīng)溫度，選擇不同反應(yīng)溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn).（試劑用量同3. 3），反應(yīng) 時間為2 h,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表

27、4.表4反應(yīng)溫度對收率的影響反應(yīng)溫度 （°c）859095100105收率 (% )59.072. 165.663.962.3注當(dāng)溫度85°c吋無明顯回流現(xiàn)象；當(dāng)溫度100°c吋，則沸騰劇烈，反應(yīng)物蒸汽易 沖出，不易控制。rfl表4可見，反應(yīng)溫度為90°c吋，產(chǎn)率最高，溫度升高至95°c吋產(chǎn)率下降，原因之一 是該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，升高溫度不利丁反應(yīng)的正向進(jìn)行，二是溫度過高,kmno4自身分解反應(yīng)加快,導(dǎo)致收率下降，故選擇反應(yīng)溫度為90°c3. 5產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分析3. 5. 1采用相轉(zhuǎn)移法合成的產(chǎn)品經(jīng)熔點(diǎn)測定分析，結(jié)果如下：熔點(diǎn)為121.

28、 8°c122. 6°c （純苯甲酸熔點(diǎn)文獻(xiàn)值泗為122. 4°c ）3.5.2 ir 分析14-2車甲繃緲胱普1. o-hwita 2.3,5. 0-hfiwi 4. c-0賊刪由譜圖可知，紅外光譜圖中特征振動頻率：30002500cm-1竣基上一oil的伸縮振動1690cm 1竣基上00的伸縮振動940cm '竣基上c-0i1的彎曲振動690710cm1單取代苯環(huán)上cii的彎曲振動上述數(shù)據(jù)均證明此化合物確屬苯甲酸。4結(jié)論采用氯化節(jié)基三乙鞍、四丁基澳化鞍和十六烷基三甲基澳化鞍三種相轉(zhuǎn)移催化 劑，對甲苯氧化制備苯甲酸的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，探討了催化劑的種類、催

29、化劑用量、 不同反應(yīng)溫度和不同反應(yīng)吋間對反應(yīng)產(chǎn)率的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出以下結(jié)論：(1) 以季錢鹽(teba )作相轉(zhuǎn)移催化劑直接用在甲苯氧化制備苯甲酸上，反應(yīng) 時間可縮短至2h,同時降低了反應(yīng)溫度，并大大地提高了產(chǎn)率.(2) 反應(yīng)體系為中性，kmno(在此反應(yīng)中才能發(fā)揮最佳效果.(3) 本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度90°c ,反應(yīng)吋間2h, kmno(與甲苯的摩爾 比為2.5： 1,季鞍鹽teba與甲苯的摩爾比為110,在此條件下,產(chǎn)物收率可達(dá)72. 1%.(4) 應(yīng)用磁力攪拌，改進(jìn)了手工振搖操作，防止了爆沸，保證實(shí)驗(yàn)安全順利地進(jìn) 行。參考文獻(xiàn)1 邵景景,李曉梅.相轉(zhuǎn)移氧化法合

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