對叔丁基苯甲酸甲酯合成

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1、對叔丁基苯甲酸甲酯的合成synthesisofP-butyl-benzoicacidmethylester開題報告姓名：武衛(wèi)龍指導教師：張小博一、對叔丁基苯甲酸甲酯的理化性質物理性質：對叔丁基苯甲酸甲酯為無色至微黃色液體密度：0.995沸點：122-124°C折射率：1.509-1.511，其在紅外區(qū)有吸收；化學性質：對叔丁基苯甲酸甲酯是一個空間位阻較大的酯，具有酯的大多數性質，在稀的酸或堿條件下能發(fā)生水解、親核取代、親電取代等反應。正因為其具有的獨特的化學和物理性質使其有多方面用途。二、目前合成方法研究情況目前其主要合成方法有硫酸催化酯化合成法、無水三氯化鐵催化合成法、甲基

2、磺酸催化合成法、對甲苯磺酸催化合成法、硫酸鈦催化合成法。1、硫酸催化酯化對叔丁基苯甲酸甲酯的合成原料：4-叔丁基苯甲酸和甲醇催化劑：濃硫酸條件：常壓加熱至回流酯化反應優(yōu)點產率高缺點有機物易失水、碳化、反應時間長，提純產物處理繁瑣，對環(huán)境污染、廢水排放量大等問題，且濃H2SO4嚴重腐蝕生產設備。2、無水三氯化鐵催化合成對叔丁基苯甲酸甲酯原料：對叔丁基苯甲酸和甲醇催化劑：無水三氯化鐵條件：采用蒸餾分水工藝，回流溫度。優(yōu)點：轉化率高，操作方便，條件易控制，后處理簡單，減少了工業(yè)生產中無機酸對設備的腐蝕。不足：無水FeCl3極易水解,反應需在嚴格無水條件下進行,并且反應過程中需持續(xù)分水,不適于工業(yè)生

3、產。3、甲基磺酸催化合成對叔丁基苯甲酸甲酯原料：對叔丁基苯甲酸和甲醇催化劑：甲基磺酸,條件：加熱回流反應。（分兩階段）優(yōu)點：該方法產率高(95.3%)、工藝簡單、無副反應、無需帶水劑。甲基磺酸作為可生物降解的均相催化劑應用廣泛。缺點：操作過程較復雜且需較長反應時間，需大量過量的甲醇而甲醇需經化工過程獲得。4、對甲苯磺酸為催化劑合成對叔丁基苯甲酸甲酯原料：對叔丁基苯甲酸與甲醇催化劑：甲苯磺酸條件：65°C加熱回流優(yōu)點：酯化率高反應活性高、后處理簡單、廉價易得、性質溫和、副反應少的特點，防止設備被腐蝕，大大減少了廢液的排放量，環(huán)境友好。缺點：需醇量大、反應時間較長，需選擇合適帶水劑。5、硫酸鈦催

4、化合成對叔丁基苯甲酸甲酯采用硫酸鈦（TiO2-H2SO4）催化劑，用對叔丁基苯甲酸與甲醇為原料來合成對叔丁基苯甲酸甲酯。優(yōu)點：收率較高，操作方便，條件易控制，后處理簡單，減少了無機酸對設備的腐蝕。缺點：硫酸鈦作催化劑用量較大且為防止變性必須嚴格控制反應溫度、PH值等條件。一、對叔丁基苯甲酸甲酯的應用及發(fā)展對叔丁基苯甲酸甲酯是一種重要的醫(yī)藥化工中間體及有機合成中間體。廣泛應用于化學合成、制藥行業(yè)、化妝品、藥品、香精香料等行業(yè)，市場的年需求量非常大，因此對對叔丁基苯甲酸甲酯合成方法研究具有重要的現(xiàn)實意義。例如其主要用途之一就是用來生產防曬劑阿伏苯腙(又名4-叔丁基-4'-甲氧基二苯酰甲烷,巴17

5、89),阿伏苯腙是一種高效防曬劑,能吸收UV-A,與吸收UV-B的抗紫外線吸收劑混合使用可完全吸收280-380nm的紫外光。因此,阿伏苯腙廣泛用于化妝品中,具有抗皺、延緩衰老,抵御光、熱、潮濕對皮膚侵害的功能。隨著我國對叔丁基苯甲酸甲酯市場的迅猛發(fā)展，與之相關的核心生產技術應用與研發(fā)成為業(yè)內企業(yè)關注的焦點。了解國內外對叔丁基苯甲酸甲酯生產核心技術的研發(fā)動向、技術應用及趨勢對于企業(yè)提升產品技術規(guī)格，提高市場競爭力十分關鍵。其中核心環(huán)節(jié)的對叔丁基苯甲酸甲酯的合成方法的改進有重要的實際價值意義。三、設計的步驟安排1.次設計的核心內容是反應器的計算與選型，其中設計到的知識很多，也有大量的計算，其中

6、需要用到的數據（如物系各組分的密度等等數據）都要經過認真嚴謹的查詢，然后利用物料衡算得出結（11.11.1-11.12.20）。2.利用物料衡算數據進行能量衡（12.1.1-12.1.1）3.完成對反應器等設備的選型后，要進行反復的核算（12.1.16-12.1.30）4.工段的車間布置與管道的計算與設計：這階段的內容主要通過查詢相關工程設計方面的資料進行設計。（12.2.1-12.2.19）。5.對設計需要的部分繪制工程圖：這部分需要的就是工程制圖和AUTOCAD的相關知識，再把整個設計內容進行整理。（12.2.20-12.3.20）。四、結論通過對以上方法的介紹我們得出對對叔丁基苯甲酸甲

7、酯合成方法的改進應主要考慮其所使用的催化劑種類數量、帶水劑帶水效果及操作條件（能耗、溫度、壓力、設備要求、產品的分離）以及對生產量的要求和原料利用情況。我們選用以對叔丁基苯甲酸和甲醇為原料，以對甲苯磺酸為催化劑，回流溫度下制備對叔丁基苯甲酸甲酯同時采用苯作為帶水劑（與水形成共沸物）。因為對甲苯磺酸易溶于水、醇和醚，難溶于苯、甲苯和二甲苯等苯系溶劑沸點為140℃，采用此催化劑具有催化活性高、后處理簡單、廉價易得