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碘催化合成对-正丁基苯胺的正交实验研究

2014-03-21马琳

化学与生物工程 2014年6期
关键词:催化剂实验

马 琳

(1.宝鸡文理学院化学化工学院,陕西宝鸡721013;2.陕西省植物化学重点实验室,陕西宝鸡721013)

对-正丁基苯胺是重要的有机合成中间体之一,市场需求量较大。目前,工业化生产对-正丁基苯胺主要以苯胺和正丁醇为原料,采用ZnCl2作催化剂[1],存在腐蚀强、成本高的缺点。有研究报道,碘作为催化剂可用于多种有机反应[2-4]。作者以碘单质作催化剂合成对-正丁基苯胺[5],采用正交实验优化了合成工艺条件,并为解决单质碘升华附着设备问题,尝试以I2/Al2O3作催化剂合成对-正丁基苯胺。

1 实验

1.1 试剂与仪器

正丁醇、苯胺、Al2O3均为分析纯,碘(纯度≥99.8%)。

FYX0.2型高压釜(300mL),大连通产高压釜容器制造有限公司;GC900A型气相色谱仪,上海科创色谱仪器有限公司;GC6890型气相色谱仪、MS5973型质谱仪,美国安捷伦公司。

1.2 方法

1.2.1 单质碘作催化剂

将混合原料(正丁醇与苯胺物质的量比为0.8∶1,由工业生产条件确定[1])加入高压反应釜中,再加入催化剂碘。用氮气置换釜内空气3次,每次置换15 min。将反应釜温度升至180℃,恒温反应4h,然后将温度升至设定反应温度,恒温反应一定时间。反应结束后待气压表读数归零,从取液口取样,反应产物为淡棕红色。

首先进行单因素实验初步考察影响对-正丁基苯胺收率的主要因素,然后根据单因素实验结果[5],选择反应温度、反应时间、碘量和搅拌速度作为考察因素,以对-正丁基苯胺收率为考核指标,进行4因素3水平正交实验以优化合成条件[6],正交实验的因素与水平见表1。

表1 正交实验的因素与水平……

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