羧乙基硫代丁二酸CETSA的合成与表征
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衡阳师范学院南岳学院毕业论文(设计)题目:硫代卡巴肼母液回收利用工艺的研究所在系:化学与材料科学系专业:应用化学学号:********作者姓名:滕卫指导教师:***2014年5月目录摘要: (4)关键字: (4)1 前言 (4)1.1 硫代卡巴肼的性质及用途 (4)1.2 硫代卡巴肼的合成 (5)1.3 硫代卡巴肼的应用进展 (6)1.3.1 用于无氰镀银的光亮剂 (6)1.3.2 用于制备荧光试剂(1,5-二(2-羟基苯亚甲基)二氨基硫脲) (6)1.3.3 用于合成Schiff碱 (7)1.3.4 三唑类杂环化合物 (7)2 试验部分 (7)2.1 试验药品 (7)2.2 试验仪器 (8)2.3 试验原理 (8)2.4 试验步骤 (9)2.5 产品的测试方法 (9)2.5.1熔点测定方法 (9)2.5.1.1 检测原理及检测装置 (10)2.5.1.2 检测步骤 (10)2.5.1.3 注意事项 (11)2.5.2 红外光谱检测法 (11)2.5.2.1红外光谱原理 (12)2.5.2.2 影响基团频率的因素 (12)2.5.3 碘酸钾滴定法测定硫代卡巴肼含量 (13)2.5.3.1方法原理 (13)2.5.3.2 试验试剂 (13)2.5.3.3 试验步骤 (14)2.5.4 产品的性质及检测结果 (15)3 结果与讨论 (16)3.1 回收水合肼加成反应温度对反应(HDTC质量或收率)的影响 (16)3.2 回收水合肼加成反应时间对反应(质量或收率)的影响 (17)3.3 回收水合肼加成反应摩尔比对反应和产品质量(或收率)的影响 (18)3.4回收水合肼脱硫化氢反应温度对反应(TCH质量或收率)及产品颜色的影响 (19)3.5 催化剂用量及种类对反应(TCH的质量或收率)的影响 (20)3.6 循环次数对产物的颜色及收率的影响 (21)4 试验结论 (22)参考文献: (23)Abstract (25)Key Words (25)硫代卡巴肼母液回收利用工艺的研究衡阳师范学院10级1班摘要:本文研究了以回收水合肼和二硫化碳为原料、以氯乙醇为催化剂合成硫代卡巴肼的工艺路线。
二亚磷酸双酚A四个(二乙二醇单丁醚)酯的合成与表征胡应喜 刘 霞 程锦承 毛圣杰(北京石油化工学院化工系,北京102600)摘要:以亚磷酸三乙酯、双酚A、二乙二醇单丁醚为原料,无水碳酸钾为催化剂,合成了二亚磷酸双酚A四个(二乙二醇单丁醚)酯,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及物料配比等因素的影响。
最佳的反应条件是:反应时间Ⅰ为1h,反应时间Ⅱ为2.5h,反应温度Ⅰ为120130℃,反应温度Ⅱ为150~160℃,催化剂用量为羟基化合物总质量的1.4%,双酚A/亚磷酸三乙酯/二乙二醇单丁醚(摩尔比)为1∶2.05∶4。
在此条件下,收率大于99%。
用元素分析、IR与1H NMR对产物结构进行了表征。
关键词:亚磷酸酯 抗氧剂 热稳定剂 二亚磷酸双酚A四个(二乙二醇单丁醚)酯 亚磷酸酯类化合物是聚烯烃加工用辅助抗氧剂的主要品种,它们与受阻酚主抗氧剂配合使用,能够有效地提高聚烯烃的加工稳定性、耐热稳定性、色泽改良性和耐候性,并能与受阻胺光稳定剂配伍显示出良好的协同稳定效果[1]。
因此,20世纪80年代以来,国内外普遍关注亚磷酸酯类抗氧剂的开发研究[210]。
二亚磷酸双酚A四个(二乙二醇单丁醚)酯化合物是在P-O键结构上引入氧乙烯型的醚键,使分子中的氧原子增加。
这种结构的化合物在与金属皂和盐类的金属离子螯合时,除亚磷酸的三个氧原子参与螯合外,醚键的氧原子也参与螯合,使螯合物更稳定。
这种含有氧乙烯醚键结构的化合物的更大优点是可与金属皂或盐类化合物在溶剂及助剂中复配,复配成一种无色透明、无味、无沉淀液体,可作为液体复合稳定剂使用[11]。
关于二亚磷酸双酚A四个(二乙二醇单丁醚)酯的合成已有报道[11],但产品中存在少量苯酚,很难除去,易变色,并影响其使用。
笔者以亚磷酸三乙酯、双酚A、二乙二醇单丁醚为原料,碳酸钾为催化剂,合成了二亚磷酸双酚A 四个(二乙二醇单丁醚)酯,工艺简单,产品不变色,稳定性好。
反应式为:P(OC2H5)3+HO○CCH33○OH PC2H5OC2H5OO○CCH33○O POC2H5OC2H5二乙二醇单丁醚POC4H9OCH2CH2OCH2CH2OC4H9OCH2CH2OCH2CH2O○CCH3321 实 验1.1 试剂及仪器亚磷酸三乙酯、双酚A、二乙二醇单丁醚、无水碳酸钾、氢氧化钾、有机锡均为化学纯。
喜赫脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐FMES驱油体系配方优化供应商:上海喜赫精细化工有限公司地址:上海市金山化学工业区脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐FMES、乙二胺二邻苯基乙酸钠EDDHA-Na、羧乙基硫代丁二酸CETSA生产商。
脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐驱油体系配方优化表面活性剂能显著降低驱油体系/油体系的界面张力[1-3],从而能大幅度的提高原油采收率,表面活性剂在应用过程中会受到矿物盐度、高温、强碱等条件限制,因此寻找驱油效果好、耐温抗盐表面活性剂是目前三次采油技术的关键。
脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐(FMES)是一种同时具有阴非离子特性的表面活性剂,既具有非离子表面活性剂优异的乳化驱油、耐盐特点,也具有阴离子表面活性剂良好的高温条件下使用稳定性,是优良的驱油用表面活性剂。
单独使用某一类型的表面活性剂驱油存在驱油效率低的缺点,利用表面活性剂的协同增效作用,通过两种或者多种表面活性剂的复配能解决上述问题。
本节实验的目的就是根据实际原油QK-25的性质与地层水的含盐度状况,考察各添加剂对体系界面张力影响,拟定其合适的配方。
脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(AESO)是一类耐高温、耐盐、耐高价离子的非离子-阴离子型表面活性剂,特别适宜用于高温、高矿化度、高钙镁离子浓度油田的三次采油。
表面活性剂驱提高采收率技术在国内外油田取得了较为广泛的应用,取得了良好的经济和社会效益。
但目前常用的驱油表面活性剂大多耐温抗盐能力较差,不能适用于高温、高盐储层,使其应用范围受到了一定限制。
脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐(FMES)耐温能力达140-160℃,抗Na+能力达15000-50000mg/L,抗Ca2+能力达1500-4500mg/L,具有较好的耐温抗盐及乳化能力;最后对耐温抗盐表面活性剂驱油体系的驱油效果进行评价,驱替试验表明,在水驱的基础上可提高采收率19.3%。
研究的脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐(FMES)驱油体系具有界面活性高、乳化性能好、耐盐能力强、成本低廉、绿色环保等特点,期待在油田推广应用。
一.乙醚的制备1.本实验中,把混在粗制乙醚里的杂质一一除去采用那些措施?除杂,用NaOH溶液除去酸性物质,醋酸和亚硫酸;用饱和CaCl2除去乙醇;用无水CaCl2除去所剩少量水和乙醇。
2.反应温度过高或过低对反应有什么影响?若反应温度过高,则分子内脱水生成乙烯的副反应加快,从而减少产率,温度过低,乙醚难形成。
二.正丁醚的制备1.制备乙醚和正丁醚在反应原理和实验操作上有什么不同?反应原理:相同不同:反应、蒸馏装置不同乙醚:反应装置——边反应边滴加边从体系中分离出乙醚促使平衡右移;蒸馏装置——60℃水浴(无明火)、直型冷凝管、尾接管通下水道、冰水浴接收。
正丁醚:反应装置——采用油水分离器的回流反应装置;蒸馏装置——空气冷凝管水中?各步洗涤的目的是什么?反应物冷却后倒入25ml水中,是为了分出有机层,除去沸石和绝大部分溶于水的物质。
水洗,除去有机层中的大部分醇;碱洗,中和有机层中的酸;10ml水洗,除去碱和中和产物;2x10ml 饱和氯化钙溶液,除去有机层中的大部分水和醇类。
三.己二酸的制备1.为什么必须严格控制氧化反应的温度?因为制备己二酸的反应为强烈的放热反应,如果温度过高,会使免反应过剧,引起爆炸。
应该严格控制反应温度,稳定在43~47℃之间。
2. 用同一量筒量取硝酸和环己醇,行吗?为什么?量过环己醇的量筒不可直接用来量取50%的硝酸。
因为50%硝酸与残留的环己醇会剧烈反应,同时放出大量的热,这样一来,量取50%硝酸的量不准,而且容易发生意外事故。
3.方法二的反应体系中加入碳酸钠有何用?提供碱性环境。
四.肉桂酸的制备1.苯甲醛和丙酸酐在无水碳酸钾的存在下相互作用后得到什么产物?芳香醛和酸酐在碱性催化剂作用下,发生类似羟醛缩合的作用,生成α,β-不饱和芳香酸的反应。
生成 4-苯基-3-丁烯酸2.用酸酸化时,能否用浓硫酸?不能,浓硫酸化时溶于水放热,且浓硫酸具有脱水性3.具有何种结构的醛能进行Perkin反应?酰基与苯环直接相连的芳香醛能发生4.用水蒸气蒸馏除去什么?为什么能用水蒸气蒸馏法纯化产品?a.水蒸气蒸馏可以除去未参加反应的醛。
高分子合成与进展,2010,09(5):9-12Synthesis of Polymer and Progress作者简介:钟源(1977-),男,上海喜赫精细化工有限公司研发部,助理工程师,主要研究方向为有机化学合成与应用。
羧乙基硫代丁二酸CETSA 的合成与表征钟 源上海喜赫精细化工有限公司,上海金山化学工业区,201508摘 要:羧乙基硫代丁二酸是一种重要的酸性分散剂,由于其具有水溶性,生物分解性,悬浮分散性,净洗等多种性能,可用于工业清洗剂,防锈剂,银离子分散剂,除垢剂,木材浸渍剂等,用途十分广泛,具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。
关键词:羧乙基硫代丁二酸,水溶性,分散剂,清洗剂羧乙基硫代丁二酸类是近年来开发的新型酸性分散剂,这类物质中每个分子中含有三个羧基和一个磺酸基,具有极强的酸性和分散能力,并具有一定的阻垢性能和缓蚀性能。
羧乙基硫代丁二酸生产工艺有两种,分别为巯基丙酸甲脂和马来酸酐在丁酮溶剂中反应制得,此方法反应时间长,工艺复杂,成本太高。
另一种方法为β-巯基丙酸和马来酸在树脂催化剂存在下用水作溶剂,工艺简单,产品又容易分离,易于工业化生产[1]。
本文主要研究羧乙基硫代丁二酸(英文名称:carboxyethyIthiosuccinic Acid ,简称CETSA)的合成与表征,对CETSA 的反应体系为研究对象,选用较为准确的HNMR 、IR 、熔点测定和碱熔性试验对产物的结构进行表征[2]。
1合成CETSA 反应机理 1.1反应机理根据硫醇与不饱和烃的加成反应特点,β-巯基丙酸与马来酸在碱性树脂催化剂作用下发生亲核加成反应,机理如下[3]:2 CETSA 的合成 2.1试验用仪器MKOP 型调温电加热套(北京华聚伟业仪器有限公司);S-8890多功能搅拌器(上海兴凯科学仪器厂);三口烧瓶与球形冷凝管(上海玻璃仪器)。
FGB-770真空干燥箱(上海天益科技有限公司)。
药品:巯基乙酸(C 2H 4SO 2)、3-巯基丙酸(C 3H 6SO 2)、马来酸(C 4H 4O 4)、马来酸酐(C 4H 2O 3)、催化剂(DR )自制,盐酸HCL 、氢氧化钠(NaOH )、丙酮(C 3H 6O )、丁酮C 4H 8O 3、石油醚、甲苯C 7H 8、氯化钾KCL 。
以基 础 研 究上试剂均为分析纯。
2.2实验装置和方法将一定量的反应物、催化剂和溶剂加入到三口烧瓶中,控制反应温度,搅拌回流一定时间,分离出树脂,反应液干燥即得粗制产品,继续对其进行提纯可得纯度较高的产品[4]。
3实验结果与分析以合成羧乙基硫代丁二酸(CETSA)为例,考察催化剂和溶剂种类对合成反应的影响。
在反应物巯基乙酸和马来酸配比1:1、回流温度和相同反应时间下考察溶剂和催化剂种类对合成羧乙基硫代丁二酸反应的影响。
其中溶剂主要有水、丁酮、丙酮,用量均为反应物总质量的2倍,催化剂主要有NaOH、HCl和催化剂DR,用量均为反应物总质量的1%。
通过试验选择合适的萃取剂,得到一种产物提纯的方法。
3.1催化剂的选择在反应物巯基乙酸和马来酸配比1:1、回流温度、水做溶剂并相同用量和相同反应时间下考察催化剂种类对合成CETSA反应的影响,反应时间均为3h,结果如表1所示[5]。
表1催化剂种类对合成反应的影响催化剂收率产物形态熔点℃催化剂DR 89 红色液体149NaOH 71 黄色液体150HCL 67 黄色液体158注:CETSA提纯、浓缩、结晶测试熔点从表1中可以看出,用催化剂DR作催化剂的产物收率和纯度均较高;用氢氧化钠作催化剂时,氢氧化钠先与反应物的羧基反应生成钠盐,产物也是以钠盐的形式生成,因此其熔点高于150℃;盐酸也可以对反应起到催化作用,但效果不如催化剂DR的好[6]。
2.2溶剂的选择在反应物巯基乙酸和马来酸配比1:1,DR作催化剂、回流温度和相同反应时间下考察溶剂种类对合成CETSA反应的影响,其中反应时间均为3h,结果如表2所示。
溶剂温度℃收率产物形态融点水100 88 红褐色液体153丙酮85 72 淡黄色液体159丁酮60 66 黑色液体201 注:CETSA提纯、浓缩、结晶测试熔点从表2中可以看出,用水作溶剂的产物收率较高,并且熔程较小说明其纯度也较高;用丁酮作溶剂所得到产物含有少量杂质而显微黄色;用丙酮作溶剂则蒸发掉大部分溶剂后产生黄色粘稠状液体,出现分离困难的问题。
另外从合成工艺环保的角度来看,用水作溶剂则更环保更安全,因此水比较适合作反应溶剂。
由此可知,因此,适宜的溶剂和催化剂为水和DR[7]。
3产物表征用1HNMR、IR、熔点测定和碱熔性试验对CETSA 的结构进行表征。
3.1 1 HNMR在Bruker核磁共振波谱仪上,将提纯后的CETSA做1HNMR实验,得到的谱图如图1。
图1 C ETSA的1HNMR谱图谱图上有4组峰,各吸收峰(β/ppm)的可能归属是2.9[CH2-(CH)(CO)],3.6[CH2-(CO)(S)] ,另两个为3.8[CH-(CH2)(CO)(S) ],11.1[COOH],峰面积积分值之比约2:2:1:3,与羧乙基硫代丁二酸不同位置氢个数的比例一致[8]。
3.2红外分析在Thermo Nicolet IR200红外光谱仪上,采用KBr压片,将提纯后的CETSA进行红外测试,如图2所示,在图2中也可以看出硫醚在720-570cm-1。
的Vcs谱带,其中CH2-S:690-630cm-1,CH-S-650-600cm-1,从谱图上可知,690-650cm-1和620-600 cm-1范围内都有明显吸收峰,由此可以判定化合物中存在这两种官能团[9]。
图2 C ETSA的红外谱图3.3 熔点分析熔点测定由于载玻片比较厚,导热比较慢,实验采用盖玻片托住样品,由于所测样品不易挥发,因此不在样品上加盖[10]。
测定时取少量样品放在盖玻片上,盖上另一只盖玻片轻轻研磨,让样品形成很薄的一层。
样品最好分散为适当小的颗粒,能看到颗粒形状即可,颗粒太小不利于观察,颗粒太大测量不准,更不能形成一片,因为样品如果堆积在一起,导热会不均匀,一方面熔点测不准,另一方面会使熔程变长。
然后打开光源,调节物镜和目镜,使显微镜焦点对准样品,打开加热器开始加热。
加热时,开始升温速度可快一些,当达到预计熔点温度以下10-20℃时将升温速度调到每分钟1.2℃,当颗粒形状变圆或出现明显液滴时记录初熔点,视野内完全变成液体时记录终熔点[11]。
用显微熔点测定仪测定提纯后的CETSA的熔点为168.8℃~171.3℃。
3.4碱熔试验硫醚、二硫化物与氢氧化钠的共熔物,用硫酸酸化,有硫化氢放出,因此可以用来预试这两类化合物。
取少量合成产物CETSA与适量氢氧化钠混合,加热使其熔融后,滴加1mo/L的硫酸,有臭鸡蛋气味气体放出,并用醋酸铅试纸检验该气体为硫化氢,证明这两种合成产物是硫醚或二硫化物类物质[12]。
因此,由1HNMR、IR、熔点测定和碱熔试验的测试结果可以推断合成的产物为羧乙基硫代丁二酸,证明了产物的正确性。
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