超声波强化枞酸单离方法的研究

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以松香为原料,进行枞酸单离方法的研究,开发了超声波强化单离枞酸的新工艺,提高了枞酸单离的收率和纯度。本文研究内容如下:   在单因素实验中,考察了酸种类、酸用量、反应温度、反应时间、溶剂用量、搅拌转速、超声频率、重结晶溶剂种类、用量和次数等因素对制备过程中枞酸纯度和收率的影响。酸种类中考察了盐酸、硫酸和醋酸对松香树脂酸的异构能力。结果表明,盐酸的异构能力最强,所得异构松香的纯度和收率都较高,醋酸的异构能力最差。且采用超声波强化将酸异构回流时间从3-4 h降低到40 min,大大缩短了回流时间。单因素实验中考察到溶剂乙醇用量对枞酸的纯度和收率影响不大,确定正交因素不考察溶剂用量,重结晶溶剂选用乙醇环保溶剂,重结晶次数选用三次,用量选用4:1,确定了正交因素及范围。通过单因素实验得到盐酸异构的最佳条件为:超声频率47.2 kHz,反应温度65℃,盐酸用量0.04 mL盐酸.(g松香)-1,反应时间30 min,搅拌转速400 r·min-1。   以松香为原料、95%乙醇为溶剂,在超声波强化下采用重结晶方法单离枞酸,经酸异构和多次重结晶制得高纯度枞酸。通过正交实验,考察了反应温度、反应时间、超声频率、搅拌转速和盐酸用量对制备过程中产物纯度和收率的影响,实验结果表明,以收率为指标,影响枞酸收率的主次因素依次为超声频率,反应温度,盐酸用量,搅拌转速,反应时间。单离枞酸的最优工艺条件为:超声频率47.2 kHz,反应温度55℃,盐酸用量0.06mL盐酸·(g松香)-1,反应时间40 min,搅拌转速300 r·min-1。所得枞酸产品收率达31.88%,枞酸纯度达97.32%。   以自制异构化松香和2-乙醇胺为原料,在超声波强化下采用胺盐法单离枞酸,经胺化、萃取、重结晶、酸化还原制得高纯度枞酸。通过正交实验,考察了溶剂浓度、反应温度、反应时间、超声波功率、搅拌转速对制备过程中产物纯度和收率的影响,实验结果表明,以收率为指标,影响枞酸收率的主次因素依次为反应温度,超声功率,溶剂浓度,搅拌转速,反应时间。最佳胺化反应工艺为:反应温度30℃、超声功率300 W、溶剂浓度40%、搅拌转速400 r·min-1和反应时间40 min。所得枞酸产品的收率和纯度分别为49.73%和98.42%。   采用1102型气相色谱仪、BP-5石英毛细管色谱柱对原料和枞酸产品进行气相色谱分析,确定了枞酸型树脂酸GC条件为柱温二阶程序升温。采用圆盘旋光仪对枞酸产品进行分析鉴定,重结晶法单离样品的比旋光度为-106.4,胺盐法单离样品的比旋光度为-106.3,实验值与文献值-106基本吻合。
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