改進苯甲醛二甲縮醛的制備工藝研究

王國發(fā)(貴陽久聯(lián)化工有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000）

改進苯甲醛二甲縮醛的制備工藝研究

王國發(fā)(貴陽久聯(lián)化工有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000）

本文對苯甲醛二甲縮醛的制備方法進行了簡要的論述，對苯甲醛與硫酸二甲酯縮醛化反應(yīng)，及其在不同配比狀態(tài)下發(fā)生的反應(yīng)變化進行了研究，最終得出了在以二氯甲烷為萃取溶劑的條件下，當(dāng)苯甲醛與硫酸二甲酯的投料比處于1：（1.2-1.3）的狀態(tài)時為反應(yīng)的最佳投料比。在這一技術(shù)工藝下，其具有操作簡便、成本低廉，產(chǎn)品質(zhì)量有保障等諸多優(yōu)點。

苯甲醛二甲縮醛；制備工藝；研究

苯甲醛二甲縮醛亦被稱之為二甲氧基苯甲烷，在常溫下呈現(xiàn)一種無色的液體狀態(tài)，其比重略大于水，與乙醇、二氯甲烷、苯等溶劑相溶，與水微溶。FEMA（食用香料與萃取制造者協(xié)會）將其編號設(shè)置為2128，其主要存在于大黃內(nèi)，氣味呈現(xiàn)出花香與果香味，主要在日常用香精與食用香精中使用。苯甲醛二甲縮醛對還原劑與氧化劑表現(xiàn)穩(wěn)定，在堿性介質(zhì)中表現(xiàn)穩(wěn)定，其在酸性環(huán)境中易被水解為苯甲醛，所以苯甲醛主要通過苯甲醛二甲縮醛的形式進行保存。

苯甲醛二甲縮醛的制備反應(yīng)通常被叫做縮醛化反應(yīng)，這一反應(yīng)廣泛應(yīng)用于有機合成之中，例如為了讓醛基不參加反應(yīng)的過程，在中性與堿性溶液中先把醛基以縮醛的形式隔離出來，再在酸性環(huán)境下進行水解?？s醛化反應(yīng)通常使用的是無水氯化氫，將其作為甲苯磺酸的催化劑，在部分情況下也會使用三氯化硼-乙醚復(fù)合物、硫酸以及磷酸作為催化劑，總之縮醛化反應(yīng)主要是在無水酸催化下完成的。因為縮醛化反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，為了使反應(yīng)的效率更高，在這一反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的水一般情況下將苯作為攜水劑通過共沸帶水的方式去除出去。

1 實驗環(huán)節(jié)

1.1 實驗用試劑和儀器

試劑選用：均選用化學(xué)純作為實驗試劑

儀器選用：Agilent 7890A型氣相色譜儀（SB-5色譜柱），深圳芬析CSY-K1溶劑水分測定儀。

1.2 實驗方法

原料選擇苯甲醛和硫酸二甲酯，在甲醇中進行回流反應(yīng)，再將其滴入到氫氧化鈉溶液之中，使用二氯甲烷萃取，氫氧化鈉干燥，在常壓狀態(tài)下將溶劑通過蒸出的方式去除，然后在減壓的狀態(tài)下通過蒸餾獲得產(chǎn)品。

實驗步驟：把100毫升苯甲醛（0.98mol）、120毫升硫酸二甲酯（1.26mol）與300毫升甲醇混合在一起并進行攪拌，回流30分鐘之后，將其冷卻至室溫狀態(tài)，在緩慢地狀態(tài)下將上述混合溶液滴入到120毫升4.5N的氫氧化鈉之中，然后繼續(xù)攪拌30分鐘，隨后再加入80毫升二氯甲烷萃取，使用氫氧化鈉進行干燥，在常壓狀態(tài)下將溶劑通過蒸出的方式去除，然后在減壓的狀態(tài)下通過蒸餾獲得無色透明的液體，即是該產(chǎn)品，其純度大于98%，水分含量低于0.1%。

2 實驗結(jié)果和討論

2.1 原料配比影響反應(yīng)收率的情況

通過實驗得出，將苯甲醛與硫酸二甲酯投料物質(zhì)的量進行調(diào)整，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩者的比例擴大時反應(yīng)收率隨之變大，當(dāng)兩者的比例擴大至1比1.2時，反應(yīng)收率的變化也隨之放緩，具體數(shù)據(jù)可見表1。之所以會出現(xiàn)這種變化主要是由于當(dāng)兩者的比例為1比1的狀態(tài)時，少量甲苯醛的轉(zhuǎn)化尚處在半縮醛的狀態(tài)；當(dāng)硫酸二甲酯的量超過一定的限度，其就會在堿性溶液中發(fā)生水解，進而使得蒸餾中縮醛發(fā)生水解。所以，當(dāng)兩者投料物質(zhì)的量比處于1比（1.2-1.3）的狀態(tài)時反應(yīng)收率最佳。

表1 原料配比影響反應(yīng)收率情況

2.2 萃取溶劑的差異影響產(chǎn)品收率的情況

通過實驗得出，萃取溶劑存在差異遂產(chǎn)品收率的影響也不相同，使用二氯甲烷進行萃取能夠使產(chǎn)品的收率更高，具體數(shù)據(jù)可見表2。并且使用二氯甲烷的操作步驟簡單，只需要進行一次萃取即可，所需溶劑量也較少，具有成本低廉的優(yōu)勢，而乙醚具有易揮發(fā)的特點，且需要多次萃取才能獲得較高的收率，操作過程復(fù)雜，成本較高。除此之外，二氯甲烷的密達要大于水的密度，易產(chǎn)生分層，具有較高的安全性。

表2 萃取容易差異影響產(chǎn)品收率情況

24.621.323.224.6乙醚3 1 2 3 3×20mL 1×20mL 2×20mL 3×20mL

2.3 氫氧化鈉對反應(yīng)過程的影響

在這一反應(yīng)的過程中，氫氧化鈉主要發(fā)揮著中和劑與穩(wěn)定劑的作用，通過實驗可以得出這樣的結(jié)論：當(dāng)氫氧化鈉容易濃度在4N狀態(tài)時反應(yīng)的效果最佳，將氫氧化鈉作為干燥劑便于使萃取溶液在短時間內(nèi)得到干燥，還可以使縮醛保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

3 結(jié)語

原料選用苯甲醛與硫酸二甲酯，兩者的配料比為1比1.2，在甲醇中進行回流反應(yīng)，將氫氧化鈉作為中和劑與穩(wěn)定劑，用二氯甲烷萃取，可獲得最佳的產(chǎn)品收率。這一反應(yīng)工藝操作流程并不復(fù)雜，且原來成本較為低廉，適宜工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。

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王國發(fā)(1986-)，男，漢族，貴州遵義本科，職務(wù)：工藝技術(shù)員，職稱：初級助理工程師，主要研究方向：精細有機合成，新型高分子的合成。