碘化钠催化合成1，4—二乙氧基苯的研究

化 学 工 程 师 Ghcmical Engineer 2002年08月 科 研 与 开 发 文章编号：1002—1124(2O02)o4—0010—02 碘化钠催化合成 1，4一二 乙氧基苯的研 究 彭安顺 杨秀英 徐宝峰 (临沂师范学院化学与环境科学系 山东临沂 276005) 摘 要 ：以乙醇 为溶剂 ，碘化钠为催化剂 ，由金属钠、对苯二酚和溴乙烷合成了 1，4一二乙氧基苯。考 察了影响收率的因素，最佳合成 条件 为：物料溴乙烷 ：对苯二酚 ：金属钠 ：碘 化钠(摩尔 比)为 2．5：1：2．2： 0．13，反应在回流温度下进行 ，反应时间 2h，收率可达 92．8％。 关键词：碘化钠；催化；合成；1，4一二乙氧基苯 中图分类号 ：TQ032 文献标识码 ：A Study on the Catalytic Synthesis of 1．4一Diethoxybenzene by Sodiulrn Iodide 兀gAm／um Yang Xiu~ng Xu Baofeng (Departn~nt of Chemistry and Environmental Science，Ijn Teacher’s University Liny~Shandong 276005) Abstract：Wit}l ethyl alcohol as solvent and sodium iodide as catalyst，1，4一dlethoxybenzene was synthesized from metal sodium，hydroquinone and ethyl brtmaide．Some factors that effect the yield were investigated，the optimum c0nditions of the reaction a咒 as follows_*ethyl bromide：hydroquinone：metal sodinm：sod~u／n iodide is 2．5：1：2．2：：0．13．reaction tern· pemture is reflux temperature，reaction time is 2h．The yield reaches 92．8％ ． Keywords：Sod~Lim iodide；Catalysis；synthesis；1．4一Diethoxybenzene 1，4一二乙氧基苯是一种具有很浓茴香香气味 的白色晶体 ，可用于配制香料或作增香剂，同时还是 重要的有机合成中间体 ，例如用于合成全芳香聚酯 液晶、某些药物和油漆等[1，2I。1，4一二乙氧基苯的 经典合成法是利用 酚钠 和溴乙烷或硫酸二乙酯反 应-3j。但存在反应条件苛刻、操作繁索、收率低且硫 酸二乙酯毒性大等缺点。近年来有人用四丁基溴化 铵和聚苯乙烯固载聚乙二醇为相转移催化剂合成了 1，4一二乙氧基苯⋯1，前者产物分离困难 ，后者需制 备高分子固载聚乙二醇催化剂。最近平伟军等报道 了以甲醇或乙醇为溶剂，以对苯二酚、溴乙烷和氢氧 化钾为原料的合成方法 -4J，但也存在反应速度慢和 收率低等问题。本文对 1，4一二乙氧基苯的合成方 法进行了改进 ，收到很好的效果。 1 实验部分 1．1 主要试剂和仪器 无水乙醇(AR)、金 属钠 (CP)、对苯二醇(AR)、 溴乙烷(CP)、碘化钠 (CP)；WRS一1A数字熔点仪 、 牧稿 日期：2oo2—03—18 作者简介：彭安颀 ．男，副教授 ，1982年毕业于山东师范大学化学系 从事有机化学和精细化学品化学的教学及研究工作。 PE一24~CHN元素分析仪、PE一783红外光谱仪。 1．2 合成原理 先用金属钠与过量乙醇(即作反应物又作溶剂) 反应制得乙醇钠后再与对苯二酚作用转变成酚钠， 将其在碘化钠催化下与溴乙烷反应合成，1，4一二乙 氧基苯。 其催化原理为： C2H5Br+NaI c2HsI+NaBr Na ONa +C2H5卜 叶 ／ __＼ CH3CH2 ／>一OCH2CH3+NaI 由于 I一既是很好 的亲核基 团也是很好的离去 基 团[5]5，且碘化钠溶解在乙醇中而溴化钠微溶[刮，所 以碘化钠能起到上述催化作用。 1．3 1，4一二乙氧基苯的合成 在 125 mL圆底烧瓶中加入 40 mL 95％的乙醇 后 ，分次加入一 定量的金属钠 ，反应 完毕，再加入 5．5g(0．05mo1)对苯二酚，摇动使其反应溶解后，再 加入定量的碘化钠并使其溶解 ，冷却加入一定量的 溴乙烷后 ，装上冷凝器，水浴加热 回流一定时间，冷 却 ，滤去反应生成的溴化钠 ，蒸馏回收溴乙烷和部分 乙醇 ，冷却后加入水析出沉淀，抽滤、水洗、干燥后得 产 品。 维普资讯 http://www.cqvip.com 2O02年第 4期 彭安顺等：碘化钠催化合成 1，4一二乙氧芦苯的研究 2 结果与讨论 2．1 合成条件的选择 为了优化合成条件 ，在初步实验的基础上 ，固定 对苯 二酚 和乙醇 的用量分 别为 5．5g(0．05mo1)和 40mL，选择溴乙烷与对苯二酚物质的量的比(A)、金 属钠的用量(B)、催化剂用量(C)、回流时间(D)为考 察因素 ，采用 (3 )正交 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 进行实验。各因素与水 平实验见表 1，实验结果见表 2。 表 1 正交实验 (34)的因素和水平 由表 2中极差 R的大小可知，各因素对收率的 影响程度为 D>A>C>B，即反应时间的影 响最为 显著 ，其次为溴乙烷与对苯二酚的比和催化剂用量 ， 影响 最 小 的 为 金 属 钠 的 用 量。最 优 组 合 为 A2B2C2 D2。我们在此优化条件下进行实验 ，收率 可 达 92．8％，证明正交实验得出的最佳条件确为合成 1，4一二乙氧基苯的最佳条件。 2．2 原料比对收率的影响 由表 2可以看出，随着溴乙烷用量的增加产品 收率增大 ，但增大到与对苯二酚物质的量的比超过 2．5：1后 ，收率反而下降，这可能是 由于回流温度下 降所致。故选择溴乙烷与对苯二酚物质的量的比以 2．5：1为好。 2．3 金属钠和催化剂用量对收率的影响 由表 2可见 ，在实验所选的三个水平上 ，金属钠 的用量为2．5g(约 0．1too1)时收率最高，亦即必须保 证钠稍微过量，这样才能保证对苯二酚全部变成其 二钠盐，但过量太多，可能会发生剩余的乙醇钠与溴 乙烷作用生成乙醚 的副反应而减少 了溴乙烷量 ，因 而收率反而降低 ；随着催化剂用量的增加 ，产品收率 提高，但增大到 1．0g后 ，再增大其用量收率变化不 大，故选择 1．0g为宜。 2．4 反应时间对收率的影响 由表 2可知 ，随着反应时间的增长 ，收率显著提 高，但超过 2h后 ，再增长反应时间，收率无明显变 化 ，故选择 2h较好。 3 产品分析 产 品 为具 有 茴 香 气 味 的 白 色 晶 体 ，测 得 m．P．71．2～71．8℃(文献值 J71～72~C)。m(cm一， KBr压片)：3100，3050，820(Ar—H)；2970，2920，2890 (一CH2CH3)，1040，1020，(Ar—O—C)。元素分析值 (计算值)：∞(c)=72．34％(72．26％)；∞(f{)=8．52％ (8．49％)。 4 结论 (1)以无水乙醇为溶剂，碘化钠为催化剂，由对 苯二酚钠与溴乙烷反应 合成 l，4一二乙氧基苯时， 反应在均相中进行 ，且产物之一溴化钠微溶，使反应 进行的速度快，程度大。 (2)合成反应的最佳条件是 ：物料用量溴乙烷 ： 对苯二酚：金属钠为(摩尔比)2．5：l：2．2：0．13，反应 在 回 流 温 度 下 进 行 ，反 应 时 间 2h。收 率 可 达 92．8％ 。 (3)本合成方法具有时间短，产率高，后处理方便， 三废少等特点，为合成 1，4一二乙氧基苯的较好方法。 参 考 文 献 [1] 曹佐英 ．聚苯乙烯固载聚乙二醇催化合成 1，4～二 乙氧基苯 [J]．化学世界 ，1999，40(1)：22～24 [2] Heitz W．．Synthesis of soluble i polyesters[J]．Makromo1．them．， s 叩 ．FA，1991，47：111～125 [3] 韩广旬，赵树纬 ，李述文 ．有机制备化学手册 (上卷 )[Mj．北 京：化学工业出版杜 ，1986，257～258 [4] 平伟军 ，俞善信 ．1，4一--L氧基苯的合成研究 [J]．合成化学， 2001，9(4)：372～374 [5] 东北师范大学等五校 ．有机化学 (上册)[M]．(第三版)，北京： 高等教育出版社 ，1993，241 [6] 化学工业部 天津化工研究院 ．化工产品手册 ，无机化工 产品 [M](第二版)．北京 ：化学工、 出版杜．1993．164．446 维普资讯 http://www.cqvip.com