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水杨醛广泛应用于香料、农药、医药、石油化工等工业领域。近年来由于需求量大,使水杨醛的合成研究成为活跃的领域之一。
合成水杨醛的方法主要有邻甲酚甲基氯化法、Reimer-Tiemann法等。前者生产的水杨醛,产品质量高,收率可达70%以上,但该法设备腐蚀严重、环境不友好。Reimer-Tiemann法是传统的合成方法,由苯酚与氯仿在碱性溶液中加热生成邻位及对位羟基苯甲醛,目前工业仍然使用这种方法生产水杨醛。但是该方法存在反应非均相、产率低、羟基选择性不强等问题。利用三正丁胺、季铵盐、表面活性剂等相转移催化剂对R-T反应进行改进可使水杨醛的产率提高20%;本文在Reimer-Tiemann反应基础上从相转移催化剂、溶剂等方面对工艺进行了改进,效果明显。
本文以苯酚为原料,在氢氧化钠溶液中与氯仿加热生成羟基苯甲醛后分离得到水杨醛,通过功能团检验、红外光谱鉴定了产物的化学结构,产品收率为25.3%。在此基础上对合成工艺进行了改进,以季铵盐类化合物为相转移催化剂,采用1,4-二氧六环/异丁醇混合物作为反应溶剂,考察了催化剂的种类及用量、氯仿和氢氧化钠溶液用量、反应时间等对收率的影响,得到的反应优化条件(以原料苯酚为0.2mol计)如下:四丁基氯化铵催化剂用量0.8mmol;氯仿用量21mL;40%氢氧化钠溶液用量80mL;反应时间60min。产品收率达58.6%,用功能团检验、红外光谱、紫外光谱、质谱进行结构鉴定。
研究了紫外光谱法同时测定水杨醛粗产品中水杨醛和苯酚含量的方法。采用环己烷作为溶剂,在吸收波长328nm和271nm处,水杨醛在5.000~30.00mg/L范围内符合比尔定律,线性相关系数分别为0.9989和0.9827,回收率106~112%;在吸收波长271nm处,苯酚在5.000~30.00mg/L范围内符合比尔定律,线性相关系数0.9978,回收率106~108%。