7,11,18,21-四氧杂螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷的合成(2)

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2.2.2 反应机理 15

2.3实验步骤 15

2.3.1 实验装置 15

2.3.2 实验操作方法 16

3 结果与讨论 17

3.1 不同溶剂比对产物收率的影响 17

3.2 催化剂的种类对产物收率得影响 18

3.3反应原料配比对产物收率的影响 19

3.5 反应时间对产物收率的影响 21

4 产物分析 23

4.1 熔点分析 23

4.2 红外谱图分析 23

4.3 核磁共振谱图分析 24

5 结论 26

6 致谢 27

7 参考文献 28

1 文献综述

1.1前言

季戊四醇缩醛(酮)系列化合物的合成研究早在19世纪初就已经开始了｡此类化合物的用途非常广泛｡它们大多为固体化合物,性质很稳定｡缩醛（酮）类化合物具有稳定的化学性质，多数为晶体物质，有固定的熔点。缩醛（酮）类化合物是一类具有花香、果香或特殊香的香料，留香持久、香气类型多，作为新型香料，在酒类、软饮料、冰淇淋以及化妆品等均有使用；在工业、农业以及合成中也有广泛应用；此外缩醛（酮）还常用作反应溶剂在工业生产方面,可以用做表面活性剂的消泡剂;在农业上,可以作为杀虫剂[1];在有机高分子合成方面,季戊四醇单缩酮(醛)化合物可以作为合成的重要中间体 [2];在材料领域,可以用季戊四醇合成聚缩醛树脂｡由于季戊四醇缩醛(酮)在酸性条件下很容易水解成为原料醛(酮)和季戊四醇,所以也可用于羰基的保护这也是此类化合物作为可分解型环状缩醛（酮）表面活性剂酸性条件下水解的基础。源1自37518.论~文'网·www.751com.cn

季戊四醇缩醛（酮）系列化合物可分为三类：季戊四醇双缩醛（酮）、季戊四醇单缩醛（酮）、季戊四醇杂缩醛（酮）。

目前为止,人们对于季戊四醇双缩醛(酮)的合成研究比较多｡研究的重点多是对催化剂的改进｡人们最初常用的催化剂主要是质子酸,这类催化剂存在诸多不足,如副反应多(易氧化､脱水)､腐蚀性强､污染严重､时间长等｡因此,人们想找到反应条件温和､高效能､无污染､可以重复使用的催化剂｡这样,新的催化剂应运而生,如路易斯酸､固体超强酸､离子交换树脂､单质碘､离子液体等,取得了很好的效果｡

近年来，随着对缩醛（酮）在生活及生产中的不断使用，缩醛（酮）的需求量不断增加。传统的季戊四醇缩醛（酮）合成方法以DMF为溶剂，以苯、甲苯或环己烷为带水剂，在合成中需要不断分水，后处理操作复杂；而且传统合成方法中使用的催化剂催化效率较低，使用的催化剂不能回收循环利用，对设备腐蚀严重，对环境污染较大。传统合成方法不能满足现在的要求，迫切需要新合成方法的出现。新的季戊四醇缩合方法有俩种：一种是在传统合成方法的基础上，对催化剂进行改良，使用各种固体酸如对甲苯磺酸、杂多酸、S2082-／Sn02-Si02固体超强酸、以稀土Ce4+复合钛基固体酸等催化剂。固体超强酸是Hammett酸度函数Ho<-11.94的固体酸。这些催化剂可分为三种类型：1)将SbF3 、A1Cl3 等路易斯酸负载于多孔氧化物、石墨及高分子等载体上制得的固体超强酸，如A1Cl3/聚苯乙烯等；2)负载金属氧化物的固体超强酸，例如W O3／ZrO2等；3)金属氧化物负载硫酸根的固体超强酸MX0Y／S042-。其中S042-／MX0Y型超强酸是以某些氧化物MX0Y为载体,以S 042-为负载体的固体催化剂，此固体超强酸与含卤素的固体超强酸相比具有不腐蚀设备、污染小、耐高温、可重复使用等优点-，因此，引起了国内外研究者极大的关注，成为超强酸催化领域的研究热点之一[3]。杂多酸是由不同种类的含氧酸根阴离子缩合形成的杂多阴离子的酸。杂多酸不仅具有强酸性和强氧化性，而且具有配合物和氧化物的结构特性，易于对其酸性与还原性进行调变，利于设计催化剂，因此，杂多酸既可以作为均相或多相催化剂，又可以作为酸碱及氧化还原功能催化剂 [4]。沸石分子筛从分子筛的发展过程来看，其主要经历了三个阶段，分别为传统的沸石、中孔材料和复合分子筛。而其中在工业领域得到广泛应用的微孔沸石分子筛具有可调变的酸性、高的热稳定性和水热稳定性等优点，同时它也存在一些不利于大分子催化反应的进行等缺点，人们对其进行改进，合成多级孔沸石分子筛，用模版法合成多级孔沸石分子筛主要包括两种类型，一种是含多季铵基团的烷基季铵盐软模板法；另一种是双亲有机硅表面活性剂软模板法[5]。另一种缩合方法是在无溶剂参与下，采用微波辐射法进行缩合，该方法耗时短，但不适合大规模生产。目前研究的重点为寻找催化剂，为了使缩醛（酮）可以大规模生产，同时简化操作，需要探索一种新合成方法。