基本信息
- 项目名称：
- 水杨醛的合成新工艺
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 我们采用镁作催化剂，通过苯酚与多聚甲醛的反应，高选择性的生成了水杨醛。新工艺避免了大量难以处理的固体废物难题，反应原料易得，产物不含有毒物质，环境污染小，产率高。 并且，经过我们的成本分析和预算（见论文），可以看出，每吨水杨醛原料成本23000元左右，为市场价格的一半。所以，水杨合成新工艺工业化后是较有竞争的生产工艺。
- 详细介绍：
- 水杨醛是一种重要的精细化工产品，广泛应用于农药、医药、香料、染料的合成上。尽管水杨醛合成方法有很多种，主流的 R-T法已经工业化几十年，且改进的方案层出不穷，但仍存在产率低、成本高、副产物多的缺点；光气法存在着原料毒性大、生产成本高和环境污染严重的缺点；其余几种路线也由于存在种种缺点，尚不能进行工业化生产。 我们采用镁作催化剂，通过苯酚与多聚甲醛的反应，高选择性的生成了水杨醛。新工艺避免了大量难以处理的固体废物难题，反应原料易得，产物不含有毒物质，环境污染小，产率高。 试验机理为：苯酚在甲醇镁的甲醇溶液中，通过蒸馏甲醇，生成苯酚镁。由于镁的金属特性，苯酚镁里的镁离子影响甲醛配位加成的位置选择。通过多聚甲醛解聚释放的甲醛对苯环邻位的亲电进攻，选择性生成了水杨醛的镁盐，酸化后得到水杨醛。 根据试验机理，以苯酚为原料，在甲醇镁溶液的作用下，得到苯酚镁后，蒸馏出大部分甲醇，再以甲苯为溶剂，在95℃下与多聚甲醛反应生成水杨醛的镁盐，酸化后得到水杨醛。反应时间3个多小时，所得的水杨醛收率达80%左右。 经过我们的成本分析和预算（见论文），可以看出，每吨水杨醛原料成本23000元左右，为市场价格的一半。 综上所述，水杨合成新工艺工业化后是较有竞争的生产工艺。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 从环境保护和成本的角度出发，我们采用镁作催化剂，通过苯酚与多聚甲醛的反应，选择性的生成了水杨醛。反应原料易得，产物不含有毒物质，环境污染小，使产率提高（80%）。
科学性、先进性及独特之处
- 工艺简单，操作容易，原料易得且产物不含有毒物质，对环境污染小，副产物（甲醇 ）可以回收再利用，节省资源。
应用价值和现实意义
- 从环境和提高产率的角度出发，反应原料易得，产物不含有毒物质，环境污染小，产率高（80%）。
学术论文摘要
- 水杨醛是一种重要的精细化工产品，广泛应用于农药、医药、香料、染料的合成上。本实验以苯酚为原料，在甲醇镁溶液的作用下，得到苯酚镁，蒸馏出大部分甲醇后，在以甲苯为溶剂，在95℃下与多聚甲醛反应生成水杨醛的镁盐，酸化后得到水杨醛。反应时间3个多小时，收率达81%。 关键词：合成 水杨醛 苯酚
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 本课题采用镁作催化剂，通过苯酚与多聚甲醛的反应选择性的生成水杨醛。原料易得，产品无有毒物质，因此，本研究具有可观的实用价值，值得大力推广。
参考文献
- ［1］精细有机化学原料及中间手册 ［M］.3-170. ［2］ nINI U. Hofslokken and Lars Skattebol. ActaChemica Scandinavica ［J］.1999, ［53］: 258-262.
同类课题研究水平概述
- 我国水杨醛生产厂家较少，目前国内只有天津、江苏、上海、湖南等地有小批量生产，大多为厂内配套使用，商品水杨醛的销量较少。国外水杨醛生产厂家主要是美国道化学公司和欧洲的罗—布朗克公司。世界水杨醛生产能力在6000 吨／年以上。 天然的水杨醛主要存在于从绣绒菊柚植物中分离出的香精油中，远远满足不了人类的需求。科研工作者经过长期的探索，得到水杨醛以下几个主要合成路线： （1）Reimer-Tiemann 法 （2）光气法 （3）拉西格法 （4）水杨酸直接电解法 （5）水杨醇催化氧化法和电氧化法 （6）甲醛法 上述合成方法有些已经发展较为成熟，并工业化生产，但仍存在较多的缺点。如 Reimer-Tiemann 法工业化已经几十年，且改进的方案层出不穷，但仍存在产率低、成本高、副产物多的缺点；光气法存在着原料毒性大、生产成本高和环境污染严重的缺点，近年来，已经被迫停产；其余几种路线也由于存在种种缺点，尚不能进行工业化生产。 本实验以苯酚为原料，在甲醇镁溶液的作用下，得到苯酚镁，蒸馏出大部分甲醇后，在以甲苯为溶剂，在95℃下与多聚甲醛反应生成水杨醛的镁盐，酸化后得到水杨醛。反应时间3个多小时，收率达81%。
