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摘 要:乙酰肼是一种重要的有机合成、药物合成及农药合成中间体。本文简要介绍了其合成方法,详细阐述了乙酸乙酯法实验方法,提出了水反相萃取乙醇的方法使反应进行彻底,同时得出最优化条件。
关键词:乙酸乙酯 水合肼
乙酰肼是一种重要的有机合成、药物合成及农药合成中间体,如作除草剂苯嗪草酮的中间体[1],作为医药硝呋隆的中间体[2]。合成方法有如下几种[3-6]:
(1)乙酸在催化剂存在下和水合肼反应:
(2)乙酸乙酯在无水乙醇中和水合肼反应:
(3)乙酸乙酯与肼直接反应:
(4)乙酸乙酯与水合肼直接反应:
方法(1)使用昂贵的催化剂,且催化剂回收困难,同时使用带水溶剂成本太高;方法(2)使用乙醇增加成本,且乙醇回收困难;方法(3)使用无水肼难以制备且危险性太高,所以本文参考方法(4),以乙酸乙酯为原料,和水合肼反应制取乙酰肼,采用去除共沸物中乙醇的方法使反应进行彻底,操作简单,易于实现,并得出最优化条件。
1、实验原理
乙酸乙酯和水合肼反应,该反应应该是一个平衡反应,如下:
上述反应想要进行彻底,可以使反应物浓度加大,或者让生成的水、乙醇及时取出。本合成方法就是从后者入手,回流状态下带完水,反应过程中生成的乙醇和乙酸乙酯共沸,利用水将乙醇从乙酸乙酯反萃取出来,使反应进行彻底。
2、实验部分
1.1 仪器与试剂
日本SHIMADZU高效液相色谱分析仪,150mm×4.6mm VP-ODS-C18柱;乙酸乙酯(工业品 ≥99%);水合肼(工业品 ≥85%);
1.2 实验步骤
在装有带水冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的1000ml四口烧瓶中,加入356.0g(4.0mol)乙酸乙酯、117.6(2.0mol)水合肼,然后升温到回流带水,水完全带尽后,在带水器中连续滴加水,使乙酸乙酯-乙醇共沸物中乙醇进入水层分掉,乙酸乙酯回流烧瓶内继续继续反应,过程持续2.0Hr,乙酸乙酯中不含有水、乙醇,然后减压蒸出过量的乙酸乙酯,直至80℃以下无液体出为止,残余物在氮气保护下趁热倒出、冷却,称重136.1g,分析98%,计算收率为90%。
2、结果与讨论
2.1 几种方案的确定
参照1.2 实验步骤,方案1:不取出水和乙醇;方案2:取出水,而不取出乙醇;方案3:参照1.2 实验步骤。所得结果如表Ⅰ:
从表Ⅰ中数据不难看出,方案3为最佳。
2.2 乙酸乙酯用量的考察
参照1.2 实验步骤,分别投入2.0mol、3.0mol、4.0mol、5.0mol,其它条件不变,所得结果如表Ⅱ:
从表Ⅱ中数据不难看出,乙酸乙酯的投入量4.0mol为最佳。
2.3 反应时间的考察
参照1.2 实验步骤,反应时间分别为1.0Hr、2.0Hr、3.0Hr、4.0Hr,其它条件不变,所得结果如表Ⅲ:
从表Ⅲ中数据不难看出,反应时间选择3.0Hr的为最佳。
3、結论
本文以水合肼为起始原料,以乙酸乙酯为酰化剂,考察几种方案、物料配比、反应时间等各种因素,并得出了最优化条件:a.方案选择:方案3;b.物料配比:水合肼:乙酸乙酯(摩尔比)=1:2.0;c.反应时间:3.0Hr,也取得较好的收率:92.8%。但工业化能够达到什么程度有待验证。
参考文献
[01] Winfried Lunkenheimer;Andreas Wittin,US 1 674 683 ,1978.
[02] 李军工;刘静,畜牧与兽医,27,08,2010(42).
[03] Robert Holroyd Stanley; Barry Leigh Shaw,US 3 951 996 ,1976.
[04] Tsuchida Shunichiro; Ohi Reiichi, DE 1 963 295 , 1970.
[05] Luca Stefan; Ghiurea Nicolae, RO 81 604 , 1983.
[06] Robert J.Small.US 4 127 611 ,1978.
关键词:乙酸乙酯 水合肼
乙酰肼是一种重要的有机合成、药物合成及农药合成中间体,如作除草剂苯嗪草酮的中间体[1],作为医药硝呋隆的中间体[2]。合成方法有如下几种[3-6]:
(1)乙酸在催化剂存在下和水合肼反应:
(2)乙酸乙酯在无水乙醇中和水合肼反应:
(3)乙酸乙酯与肼直接反应:
(4)乙酸乙酯与水合肼直接反应:
方法(1)使用昂贵的催化剂,且催化剂回收困难,同时使用带水溶剂成本太高;方法(2)使用乙醇增加成本,且乙醇回收困难;方法(3)使用无水肼难以制备且危险性太高,所以本文参考方法(4),以乙酸乙酯为原料,和水合肼反应制取乙酰肼,采用去除共沸物中乙醇的方法使反应进行彻底,操作简单,易于实现,并得出最优化条件。
1、实验原理
乙酸乙酯和水合肼反应,该反应应该是一个平衡反应,如下:
上述反应想要进行彻底,可以使反应物浓度加大,或者让生成的水、乙醇及时取出。本合成方法就是从后者入手,回流状态下带完水,反应过程中生成的乙醇和乙酸乙酯共沸,利用水将乙醇从乙酸乙酯反萃取出来,使反应进行彻底。
2、实验部分
1.1 仪器与试剂
日本SHIMADZU高效液相色谱分析仪,150mm×4.6mm VP-ODS-C18柱;乙酸乙酯(工业品 ≥99%);水合肼(工业品 ≥85%);
1.2 实验步骤
在装有带水冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的1000ml四口烧瓶中,加入356.0g(4.0mol)乙酸乙酯、117.6(2.0mol)水合肼,然后升温到回流带水,水完全带尽后,在带水器中连续滴加水,使乙酸乙酯-乙醇共沸物中乙醇进入水层分掉,乙酸乙酯回流烧瓶内继续继续反应,过程持续2.0Hr,乙酸乙酯中不含有水、乙醇,然后减压蒸出过量的乙酸乙酯,直至80℃以下无液体出为止,残余物在氮气保护下趁热倒出、冷却,称重136.1g,分析98%,计算收率为90%。
2、结果与讨论
2.1 几种方案的确定
参照1.2 实验步骤,方案1:不取出水和乙醇;方案2:取出水,而不取出乙醇;方案3:参照1.2 实验步骤。所得结果如表Ⅰ:
从表Ⅰ中数据不难看出,方案3为最佳。
2.2 乙酸乙酯用量的考察
参照1.2 实验步骤,分别投入2.0mol、3.0mol、4.0mol、5.0mol,其它条件不变,所得结果如表Ⅱ:
从表Ⅱ中数据不难看出,乙酸乙酯的投入量4.0mol为最佳。
2.3 反应时间的考察
参照1.2 实验步骤,反应时间分别为1.0Hr、2.0Hr、3.0Hr、4.0Hr,其它条件不变,所得结果如表Ⅲ:
从表Ⅲ中数据不难看出,反应时间选择3.0Hr的为最佳。
3、結论
本文以水合肼为起始原料,以乙酸乙酯为酰化剂,考察几种方案、物料配比、反应时间等各种因素,并得出了最优化条件:a.方案选择:方案3;b.物料配比:水合肼:乙酸乙酯(摩尔比)=1:2.0;c.反应时间:3.0Hr,也取得较好的收率:92.8%。但工业化能够达到什么程度有待验证。
参考文献
[01] Winfried Lunkenheimer;Andreas Wittin,US 1 674 683 ,1978.
[02] 李军工;刘静,畜牧与兽医,27,08,2010(42).
[03] Robert Holroyd Stanley; Barry Leigh Shaw,US 3 951 996 ,1976.
[04] Tsuchida Shunichiro; Ohi Reiichi, DE 1 963 295 , 1970.
[05] Luca Stefan; Ghiurea Nicolae, RO 81 604 , 1983.
[06] Robert J.Small.US 4 127 611 ,1978.