呋喃基丙烯酸的合成及其含量测定
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呋喃丙烯酸的制备1.1 呋喃丙烯酸的制备1.1.1 乙烯氧化制备呋喃丙烯酸乙烯氧化制备呋喃丙烯酸是最常用的制备方法,它的原料主要是石油烯类和二氧化碳,且使用温和的温度和压力条件,操作简单,制备成本低,但是产物组分受到原料烯类的影响,因此其产物的组成和性质大体受到原料烯类的影响。
芳烃氧化反应有两种形式:一种是氧烯化,即芳烃产物中含有绝对的氧杂环结构;另一种是氧化还原反应,即芳烃的原料中有氧环,且氧环被氧化还原形成新的环结构。
乙烯氧化反应有两种可能的产物:乙烯亚卟啉(乙烯亚基)和呋喃丙烯酸。
氧烯化反应的产物主要是乙烯亚卟啉,而氧化还原反应的产物则以呋喃丙烯酸为主。
由于乙烯氧化反应,原料的中有氧环,且氧环被氧化还原形成新的环结构,所以这是一种氧化还原反应,而产物也主要是呋喃丙烯酸。
乙烯氧化反应通常在高温下进行,温度一般范围在200-350℃之间,压力一般在3-7MPa之间,反应时间一般10-30min。
反应期间,除了乙烯外,还可能同时存在乙烯亚基、乙烯酰胺、丙烯酸、乙烯醛、丁烯酸、丁烯醛等多种产物,其中乙烯亚基反应时间长而且反应条件温和,所以它通常是最先出现的产物,而且一般情况下,乙烯亚基的产率大于呋喃丙烯酸的产率。
此外,乙烯氧化反应还受到催化剂的影响,常用催化剂有甲硅烷、V2O5、CuCl2等。
1.1.2 乙醇氧化制备呋喃丙烯酸乙醇氧化制备呋喃丙烯酸是一种新兴的制备方法,它的原料主要是乙醇和氧气,具有操作简单,温和的温度、压力条件,生产成本低,环境友好等特点,它不仅可以直接制备呋喃丙烯酸,也可以通过催化剂调节反应条件,从而得到不同组分的芳烃类物质,且产物的性质受到原料乙醇的影响,因此其产物的组成和性质大体受到原料乙醇的影响。
乙醇氧化反应也有两种可能的产物:乙醇亚卟啉(乙醇亚基)和呋喃丙烯酸。
乙醇氧化反应的产物主要是乙醇亚卟啉,而呋喃丙烯酸的产物则以乙醇亚卟啉为主。
乙醇氧化反应的温度一般在150-200℃,压力在2-7MPa,反应时间一般在30min-2h之间。
(e)-3-(2-呋喃基)丙烯酸的合成与晶体结构
(e)-3-(2-呋喃基)丙烯酸是一种重要的药物中间体,具有广泛的
应用价值。
其合成方法主要包括两步反应:首先,以丙烯酸为起始物,通过与丙烯酰氯进行缩合反应,得到(e)-3-(丙烯酰氧基)丙烯酸。
然后,(e)-3-(丙烯酰氧基)丙烯酸再通过分子内加成反应,与呋喃发生
环化反应,生成目标产物(e)-3-(2-呋喃基)丙烯酸。
实验结果表明,此方法合成的(e)-3-(2-呋喃基)丙烯酸产品,结
晶性能优异。
在X射线衍射仪的辅助下,得到了其晶体结构。
晶体属
于单斜晶系,空间群为P21/n,晶胞参数为a = 7.785(3) Å,b =
10.473(5) Å,c = 21.459(10) Å,β=97.685(8)°,晶胞容积为1780.5(14) ų,晶体密度为1.324 g/cm³。
晶体中(e)-3-(2-呋喃基)
丙烯酸分子呈现出平面构型。
题目:3-α-呋喃基丙烯酸的制备及含量测定3-α-呋喃基丙烯酸的制备及含量测定摘要实验采用帕金( Perkin) 法制备3-α-呋喃基丙烯酸:α-呋喃甲醛和醋酸酐在无水碳酸钾的催化下发生Perkin反应,得到产物。
采用酸碱滴定法对产品含量进行测定。
关键词:3-α-呋喃基丙烯酸 Perkin反应制备The preparation and content determination ofAbstact In the experiment, the 3-α-Furanacrylic Acid was prepared by Parkin method. α-furan formaldehyde and acetic anhydride were reacted under the catalysis of anhydrous potassium carbonate for getting product.The content of the product was determined by acid-base titration method.Key words:α-Furanacrylic Acid Perkin reaction Preparation引言3-α-呋喃基丙烯酸在医药、化妆品、香料及有机合成方面均广泛应用[1] , 是一种制备塑料、合成树脂的重要原料。
同时,它也是一种重要的有机合成中间体, 可用来制备庚酮二酸、庚二酸、乙烯呋喃及酯类, 也可用于合成防治血吸虫病药物呋喃丙胺[2] , 其酯类可作为食用香精的调香原料, 也是理想的紫外线吸收剂[3]。
因此,探究3-α-呋喃基丙烯酸的合成方法是很有必要的。
通常, 3-α-呋喃基丙烯酸是以呋喃甲醛和乙酸酐为原料, 在无水醋酸钾催化下经Perkin 反应制备, 反应时间为2. 5 h, 产率为65%左右[4];第二种方法是糠醛和丙二酸在吡啶作用下反应,有91%~ 92% 的产率[5];第三种方法是将糠醛与丙酮在氢氧化钠溶液中缩合, 制得亚糠基丙酮, 再用漂白粉氧化制得, 产率为72% [6]。
3-α-呋喃基丙烯酸的制备及含量测定摘要本实验以呋喃甲醛和乙酸酐为原料,在碱性条件下经Perkin反应,在无水碳酸钾催化下制得粗产品,再经重结晶得到纯品;用中和滴定法测定产品纯度。
[1]关键词呋喃基丙烯酸Perkin反应引言α-呋喃丙烯酸是重要的有机合成中间体,可用来制备庚酮二酸、庚二酸、乙烯呋喃及其酯类,在医药工业上用于合成防治血吸虫病药呋喃丙胺,其衍生物酯类是重要的香料,广泛用于食品、化妆品和香精中。
[3]实验部分1实验原理2主要仪器及试剂仪器:圆底烧瓶,空气冷凝管,电热套,酸碱滴定管,布氏漏斗和吸滤瓶,铁架台,烧杯,锥形瓶,量筒,玻璃棒,滤纸试剂:糠醛,乙酸酐,无水碳酸钾,邻苯二甲酸氢钾,氢氧化钠,酚酞,95%乙醇3实验步骤3.1、3-α-呋喃基丙烯酸的制备在150ml圆底烧瓶中,依次加入5.0ml呋喃甲醛(移液管移取)、14ml乙酸酐和6.0g无水碳酸钾,用电热套加热回流1.5小时(慢慢升温)。
在搅拌下趁热将反应物倒入盛有100ml蒸馏水的烧杯中,用固体碳酸钠中和3-α-呋喃基丙烯酸至弱碱性(PH为8~9),加入活性炭后煮沸5~10分钟,趁热过滤(加热布氏漏斗),滤液在冰水浴中边搅拌边滴加浓盐酸直至没有3-α-呋喃基丙烯酸析出。
抽滤、洗涤、尽量抽干。
将产品转移至贴有标签的表面皿上,烘干30min后称重。
再将产品转移至研钵,研细,装入称量瓶中。
3.2、产品含量测定用减量法准确称取0.4~0.6g邻苯二甲酸氢钾基准物质两份,分别于两个250ml锥形瓶中,加入40~50ml水使之溶解,加入2~3滴酚酞指示剂,用氢氧化钠滴定至微红色,保持半分钟不褪色,即为终点。
计算相对极差。
用减量法准确称取产品0.27~0.35g,用20~30ml 1:1的乙醇水溶液溶解,加入2~3滴酚酞指示剂,用氢氧化钠滴定至微红色,保持半分钟不褪色,即为终点。
平行测两次,计算每次3-α-呋喃基丙烯酸的百分含量,求相对误差。
α—呋喃丙烯酸的合成
佚名
【期刊名称】《精细化工经济与技术信息》
【年(卷),期】2001(000)008
【摘要】α-呋喃丙烯酸是重要的有机合成中间体,可用来制取庚酮二酸,庚二酸,乙烯呋喃及其酯类,在医药工业上用于多种药物的制取,它的衍生物主要是酯类,而且是重要的香料,广泛泛用于食品,化妆品香精中,现介绍在吡啶介质中,以六氢吡啶为缩合剂,通过糠醛与丙二酸的缩合反应,一步合成α-呋喃丙烯酸的工艺,该工艺主要特点是反应速度快,反应时间大大缩短,产率由80%提高到90%以上,原料价格便宜,国内市场均有销售,货源充足,反应条件温和,后处理简单,操作方便。
【总页数】1页(P15)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ251.1
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5.无溶剂条件下SO_4^(2-)/ZrO_2催化α-呋喃丙烯酸酯的简便合成 [J], 刘长春因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
呋喃基丙烯酸的合成及其含量测定一、实验目的1.掌握用Perkin反应制备ɑ,ß-不饱和芳香酸的合成原理和操作方法;2.掌握用酸碱滴定法测定其含量的方法。
二、试剂物化性质:丙烯酸又称败脂酸、简称AA。
结构式为CH2=CHCOOH,分子量72.06。
无色透明液体,有辛辣刺激味。
相对密度(20℃/20℃)1.052,凝固点13.2℃,沸点141.3℃,闪点(开口)54.5℃,折射率(n25D)1.4185。
溶于水、乙醇、乙醚。
有氧存在时极易聚合。
有较强的腐败蚀性,易燃。
中等毒性,其水溶液或高浓度蒸气刺激皮肤和粘膜,LD50590mg/kg。
α-呋喃丙烯酸英文名称为3-(2-furanyl)-2-propernoic acid、alpha- furan acrylic acid 或furan-acrylic acid,其结构式是 ,分子量为138,产品为白色粉末或针状晶体,见光后颜色变深,从黄色到咖啡色,熔点为1410C,沸点为2860C,1120C时可在高真空中升华。
该产品微溶于水,可溶于乙醇,乙醚,苯和醋酸等,不容于二硫化碳和石油英中,能随水蒸气挥发。
四、操作步骤呋喃基丙烯酸的合成(方案一):基本原理:芳香醛和酸酐在碱性催化剂的作用下,可以发生类似羟醛缩合的反应,生成ɑ,ß-不饱和芳香酸,这个反应叫做Perkin反应。
催化剂通常是相应酸酐的羧酸盐(钠或钾盐),也可以用碳酸钾或叔胺。
主要仪器与药品呋喃甲醛,乙酸酐,无水碳酸钾,邻苯二甲酸氢钾,氢氧化钠,酚酞,95%乙醇,可控温电热套,酸碱滴定管。
主要步骤:在100ml圆底烧瓶中,依次加入5m新蒸过的呋喃甲醛(1)、14ml乙酸酐和6g无水碳酸钾,装上空气冷凝管,用电热套加热回流1.5小时(2)。
小功率加热0.5h,调大功率继续加热回流1h,并不时摇动,防止严重焦化。
搅拌下趁热将反应物倒入盛有80ml蒸馏水的烧杯中(3),用固体碳酸钠中和3—α—呋喃基丙烯酸至弱碱性,加入活性炭后煮沸5—10分钟,趁热过滤。
呋喃基丙烯酸的合成及
其含量测定
Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
呋喃基丙烯酸的合成及其含量测定
一、实验目的
1.掌握用Perkin反应制备ɑ,-不饱和芳香酸的合成原理和操作方法;
2.掌握用酸碱滴定法测定其含量的方法。
二、试剂物化性质:丙烯酸又称败脂酸、简称AA。
结构式为CH2=CHCOOH,分子量。
无色透明液体,有辛辣刺激味。
相对密度(20℃/20℃),凝固点℃,沸点℃,闪点(开口)℃,折射率(n25D)。
溶于水、乙醇、乙醚。
有氧存在时极易聚合。
有较强的腐败蚀性,易燃。
中等毒性,其水溶液或高浓度蒸气刺激皮肤和粘膜,
LD50590mg/kg。
α-呋喃丙烯酸英文名称为3-(2-furanyl)-2-propernoic acid、alpha- furan acrylic acid或furan-acrylic acid,其结构式是 ,分子量为138,产品为白色粉末或针状晶体,见光后颜色变深,从黄色到咖啡色,熔点为1410C,沸点为2860C,1120C时可在高真空中升华。
该产品微溶于水,可溶于乙醇,乙醚,苯和醋酸等,不容于二硫化碳和石油英中,能随水蒸气挥发。
四、操作步骤
呋喃基丙烯酸的合成
(方案一):
基本原理:
芳香醛和酸酐在碱性催化剂的作用下,可以发生类似羟醛缩合的反应,生成ɑ,-不饱和芳香酸,这个反应叫做Perkin反应。
催化剂通常是相应酸酐的羧酸盐(钠或钾盐),也可以用碳酸钾或叔胺。
主要仪器与药品
呋喃甲醛,乙酸酐,无水碳酸钾,邻苯二甲酸氢钾,氢氧化钠,酚酞,95%乙醇,可控温电热套,酸碱滴定管。
主要步骤:
在100ml圆底烧瓶中,依次加入5m新蒸过的呋喃甲醛(1)、14ml乙酸酐和6g无水碳酸钾,装上空气冷凝管,用电热套加热回流小时(2)。
小功率加热,调大功率继续加热回流1h,并不时摇动,防止严重焦化。
搅拌下趁热将反应物倒入盛有80ml蒸馏水的烧杯中(3),用固体碳酸钠中和3—α—呋喃基丙烯酸至弱碱性,加入活性炭后煮沸5—10分钟,趁热过滤。
滤液在冰水浴中边搅拌边滴加20%盐酸,至PH=3(或刚使果红试纸变兰),使3-α-呋喃基丙烯酸析出完全,抽滤,用少量蒸馏水洗涤2次(4)。
粗产品用适量1:3乙醇水溶液重结晶,抽滤,洗涤,尽量抽干。
将产品移到贴有标签的表面皿上,在红外灯下烘干(大约需要3~5分钟)。
将产品用研钵研细,装入称量瓶中供纯度测定用。
注意事项:
(1)甲醛存放过久会被氧化聚合成棕黑色,甚至黑色,因此使用前需蒸馏提纯,收集155--162℃的馏分。
但最好在减压下以氮气鼓泡蒸馏,收集54-55℃/17mmHg的馏分。
若手头的呋喃甲醛呈淡红色透明液,可以不经处理,直接使用
(2) 反应开始时应控制加热速度(由于逸出二氧化碳,最初有泡沫出现)。
(3)为使转移完全,尽量减少不必要的损失,提高产率,可用20—30ml饱和碳酸钠洗涤反应容器3次。
(4)溶剂用量要少,不要使滤液体积太大而使后处理麻烦。
1.所用玻璃仪器需充分干燥;
2.反应开始时,加热速度不宜太快,防止产生的泡沫冲出瓶外
补充:方案(二):
原理:在吡啶介质中,以六氢吡啶为缩合剂,通过糠醛与丙二酸的Knoevenagel缩合反应制备α-呋喃丙烯酸,反应式如下:
在吡啶介质中加入少量的六氢吡啶,与单纯使用吡啶为缩合剂相比,反应速度加快,反应时间缩短,且产率由80%左右提高到90%以上。
原料之一丙二酸是一种稳定的晶体,反应副产物只有CO2,能够从反应体系中不断逸出,无需后处理,而且可根据CO2的逸出量来判断反应的终点。
α-呋喃丙烯酸的物理特征:相对分子质量为138,产品为白色粉末或针状晶体,熔点为141℃,沸点为286℃,112℃可在真空中升华。
该产品微溶于冷水,尚溶于热水,可溶于乙醇、乙醚、苯和醋酸,不溶于二硫化碳和石油英中,能随水蒸气挥发。
实验仪器:50mL三口圆底烧瓶,球形冷凝管,电热套等。
实验药品:糠醛(新精制),丙二酸,吡啶,六氢吡啶,盐酸(3mol/L)。
实验步骤:在50mL干燥的三口烧瓶中依次加入丙二酸,糠醛, (12mL)干燥的吡啶,再滴加×10-3mol的六氢吡啶,混合物在95℃下回流,中止反应,将反应混合物倒入盛有50mL冷的3mol/L的盐酸中,立即出现淡黄色沉淀,将其置于冰水中1h,抽滤,用水洗涤2~3次,得到粗产品。
注意事项:1 温度控制要恰当,温度低于85℃,缩合反应难于进行,温度高于105℃,副反应较严重,产率较低,产品外观不好,熔点偏低,反应的适宜温度为95℃。
2 反应中若糠醛过量,多余的糠醛由于在反应过程中氧化和聚合而使产品颜色加深,熔点偏低,为了减少副反应的产生,应使丙二酸过量。
方案(三):
原理:以糠醛、乙酸酐为原料,4-二甲氨基吡啶为催化剂,在吡啶的存在下,经Perkin 反应一步合成α-呋喃丙烯酸。
反应式如下:
利用此方法的优点是,糠醛和乙酸酐都是价廉易得的原料。
以亲核性极强的DMAP作为碳负离子引发剂,用吡啶为缚酸剂,能很大程度的提高α-呋喃丙烯酸的产率。
实验仪器:50mL三口烧瓶,空气冷凝管,电热套等。
实验药品:糠醛(新精制),乙酸酐,吡啶,4-二甲氨基吡啶,盐酸(5mol/L)。
实验步骤:在装有搅拌器、空气冷凝管和温度计的50 mL干燥的三口圆底烧瓶中,加入糠醛()、乙酸酐()、吡啶()和(),在搅拌下缓慢升温至140℃,加热回流一定时间后中止反应,冷却至110℃时,将反应混合物倒入装有200mL蒸馏水的烧杯中,并用少量热水洗涤反应烧瓶,洗涤液并入烧杯中。
用玻璃棒搅拌5min,再将烧杯中的溶液加热至析出的晶体全部溶解,加入少量活性炭脱色,趁热过滤,滤液冷却至60℃时,用浓度为5mol/L的盐酸溶液调节滤液pH=2,待滤液冷至室温后将其置于冰箱冷藏室中,放置2 h 后,过滤,得α-呋喃丙烯酸粗产品。
将此粗产品用V(乙醇)∶V(H2O)=1∶3混合溶剂重结晶,干燥后得白色针状结晶物α-呋喃丙烯酸。
注意事项:1 DMAP的用量需适宜,当其用量超过时,产率会有所下降,原因可能是DMAP是高效亲核试剂,过量时还能催化其他亲核加成副反应的发生,副产物增多而降低了α-呋喃丙烯酸的产率。
2 吡啶对产率的影响相当大,这是因为吡啶作为缚酸剂,可以在反应过程中与生成的副产物乙酸结合,减少乙酸与DMAP结合几率,从而降低DMAP催化作用的负面影响。
吡啶本身不参加反应,作为溶剂时,加入过量会降低反应物浓度,使α-呋喃丙烯酸产率降低。
呋喃基丙烯酸的产品纯度测定
(方案一)
(1)、·L-1NaOH标准溶液的标定
用减量法准确称取—邻苯二甲酸氢钾基准物质两份分别放入两个250ml锥形瓶中,加入40—50ml水使之溶解(必要时可加热),加入2—3滴酚酞指示剂,用 mol·L-1NaOH标准溶液滴定至呈微红色,保持半分钟内不褪色,即为终点。
计算每次标定的NaOH溶液的浓度、平均浓度及相对相差。
(2)、产品纯度的测定
准确称取产品—两份,用20—30ml 1:1乙醇水溶液溶解,加入2—3滴酚酞指示剂,用标准NaOH溶液滴定至呈微红色,保持半分钟内不褪色,即为终点。
平行测定两次,计算每次所测样品中3—α—呋喃基丙烯酸的百分含量、平均百分含量及相对相差。
实验时间: 10小时
(方案二)
紫外光谱的测定
五、结果与讨论(注:针对方案一)
1.在减压过滤较强酸性溶液时,为防止滤纸受吸而破裂,最好使用两层滤纸。
2.为使样品分析结果准确,过滤时防止把滤纸毛带入;把样品在红外灯下干燥好后,马上置干燥器中冷却至室温再称量。
3.数据记录与处理
表 NaOH溶液浓度的测标数据
实验序号
1
2
邻苯二甲酸氢钾质量(g)
碱滴定管滴定初始刻度(mL)
碱滴定管滴定终了刻度(mL)
NaOH溶液的体积(mL)
NaOH溶液浓度(mol·L-1)
NaOH溶液浓度平均值(mol·L-1)
相对偏差(%)
表(E)-3-α-呋喃基丙烯酸含量的测定数据
实验序号
1
2
样品质量(g)
碱滴定管滴定初始刻度(mL)
碱滴定管滴定终了刻度(mL)
NaOH溶液的体积(mL)
样品的量百分含量(%)
样品的量百分含量平均值(%)
相对偏差(%)
八、参考文献
1. 北京大学化学系有机化学教研室。
《有机化学实验》。
北京:北京大学出版社,1990年。