试验九邻叔丁基对苯二酚的制备.PDFVIP

实验九 邻叔丁基对苯二酚的制备 一、实验目的 1.学习制备邻叔丁基对苯二酚的原理与方法。 2.熟练电动搅拌、回流、重结晶等实验操作。 二、实验原理 邻叔丁基对苯二酚（TBHQ）是一种新颖的食用抗氧剂，对植物性油脂抗氧化性有特效，同时 还兼有良好的抗细菌、霉菌、酵母菌的能力。 TBHQ 的制备一般以对苯二酚为原料，在酸性催化剂作用下与异丁烯、叔丁醇或甲基叔丁基醚 进行烷基化反应，反应混合物经进一步处理得到纯的TBHQ。反应常用的催化剂有液体催化剂及固 体催化剂。常用的液体催化剂有浓硫酸、磷酸、苯磺酸等，反应一般在水与有机溶剂组成的混合溶 剂中进行。常用的固体催化剂有强酸型离子交换树脂（如Amberlyst-15、拜耳K-1481）、沸石和活性 白土，反应需在环烷烃、芳香烃、脂肪酮等溶剂中进行。 本实验以对苯二酚、叔丁醇为原料，以磷酸作催化剂，在二甲苯溶剂中反应制得TBHQ，其反 应式为： OH CH3 OH CH3 CH3 OH CH3 H PO CH C CH3 + HO C CH3 3 4 C 3 + CH C Heating 3 OH CH3 OH CH3 CH3 OH CH3 （主产物TBHQ） （副产物DTBHQ） 对苯二酚烷基化是芳环上的亲电取代反应，叔丁基是推电子基团，上一个叔丁基后，芳环进一 步活化，很容易再上另一个叔丁基。由于位阻的关系，本反应的主要副产物是2,5-二叔丁基对苯二 酚，2、6 位与2、3 位的二叔丁基对苯二酚很少。反应中，叔丁醇要慢慢滴加，以使对苯二酚保持 相对过量，减少副反应。 反应实际上是分两步进行的，第一步是生成溶于水的中间产物—醚类，反应很快。第二步是中 间产物进行重排，生成邻叔丁基对苯二酚。这步反应则比较困难，需在高温下反应较长时间才能使 中间产物充分转化，是整个合成反应的控制步骤。 CH3 OH CH3 O C CH3 OH CH3 + HO C CH3 CH3 C CH3 CH3 CH3 OH OH OH 三、主要试剂与仪器 1. 试剂 叔丁醇7.5mL（0.08mol），对苯二酚5.5g（0.05mol），85%磷酸5.0mL（0.075mol）， 二甲苯50.0mL（0.41mol）。 2. 仪器 150 mL 三口烧瓶，二口连接管，温度计（200℃），球形冷凝管，滴液漏斗，烧杯，锥 形瓶，布氏漏斗，吸滤瓶，表面皿，电动搅拌器，红外灯，红外光谱仪，熔点测定仪。 四、实验装置 当进行非均相反应，或反应物之一要逐渐滴加时，为避免反应瓶内局部过浓、过热而导致其它 副反应或有机化合物分解，必须进行搅拌。搅拌常常能使反应温度均匀，缩短反应时间和提高产率。 本实验采用搅拌下的加热回流装置 ，如图1 所示。 图1 制备邻叔丁基对苯二酚的实验装置图 机械搅拌装置通常包括：电动搅拌器、搅拌棒、密封装置、三口烧瓶等回流或蒸馏装置。 本实验室采用聚四氟乙烯制成的搅拌密封塞。它由上面的螺旋盖、中间的硅橡胶密封垫圈和下 面的标准口塞组成。标准口塞有不同型号，可与各种标准口玻璃仪器匹配。使用时只须选用适