马来酸单酯的环氧化及双酯化反应的动力学研究
马来酸酐又称顺酐，是一种很重要的有机原料，目前顺酐已经成为世界上仅次于醋酐和苯酐的第三大酸酐，有着极其广泛的应用和开发前景．马来酸酐分子中有两个羰基C=0和两个双键C=C共轭因而具有活泼的化学性质，能进行聚合反应、异构化、加成、自由基反应、狄尔斯一阿尔德反应、酯化反应等。其反应产物又是重要的有机合成中间体．本文以具有活泼化学性质的马来酸酐为原料与高碳醇发生单酯化和双酯化反应，将单酯化产物以双氧水为氧化剂，钨酸钠为催化剂进行了环氧化反应，还在同一体系中利用同时测体系酸值和出水量的方法对反应进程进行监测进行了比较，得出通过测酸值研究反应进程比较准确，通过测出水量监测反应进程存在较大的误差，并利用测定体系酸值的方法对双酯化反应的动力学进行了研究．研究表明马来酸单酯化反应在不加催化剂和溶剂的条件下极易进行，单酯的环氧化反应也能进行，利用测定体系酸值的方法研究马来酸双酯化反应动力学比测定出水量测定更为准确．
本文利用马来酸酐和高碳醇为主要原料，在不加催化剂和溶剂的条件下进行单酯化反应，研究了反应条件对马来酸酐单酯化反应酯化率的影响．实验结果表明：先加入高碳醇加热融化后，再加入马来酸酐升温至指定温度，当马来酸酐与高碳醇摩尔比为1:1，温度72-95℃，反应时间2.5-3h，可以得到酯化率较高的马来酸单酯．上述马来酸酐酯化反应的最佳条件为：以马来酸酐与十八醇反应为例：酐醇摩尔比为1:1，温度82℃，反应时间为2.5h，．对马来酸酐单酯化产物进行了红外光谱和核磁共振分析，证明产物为马来酸高碳醇单酯．合成马来酸单酯在控制反应条件时在不加催化剂、溶剂和阻聚剂的条件下，找出最佳工艺条件，获得最高产率的单酯，这样可以减少操作步骤，节省成本，提高工业生产总值，这是一条理想的工艺路线，有待于研究开发。
在成功合成马来酸高碳醇单酯后进一步探讨了以马来酸单酯为原料，双氧水为氧化剂，无机酸盐钨酸钠做催化剂对马来酸单酯进行环氧化的最优化反应条件．实验结果表明(以马来酸单十六酯的环氧化为例)，反应温度为60℃，反应时间为3h，双氧水用量为马来酸单酯摩尔量的1.25倍，催化剂用量为马来酸单酯摩尔数的1﹪时得到的环氧化物产率最高．对环氧化产物进行了红外光谱和核磁共振分析，证明环氧化产物已经合成．
本文还以对甲苯磺酸为催化剂，对马来酸酐与十六醇双酯化反应动力学进行了研究，采用在同一体系中同时测定出水量和酸值的方法，比较了通过测定酸值和出水量两种方法对反应进程监测存在的差别．发现通过测定体系酸值的方法研究双酯化动力学较准确．并采用测定体系酸值的方法，测定了马来酸单酯与脂肪醇反应的动力学，得出反应的动力学方程。
马来酸酐;酯化反应;环氧化反应;酸值;皮革化学
齐鲁工业大学;山东轻工业学院
硕士
皮革化学与工程
李天铎
2006
中文
TS513
71
2007-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）