对氯甲基苯乙烯合成研究

论文摘要

对氯甲基苯乙烯（p-CMS）是一种很重要的双官能团单体,可以合成多种功能性高分子化合物。本文合成p-CMS的方法为:以乙苯为起始原料,经过光溴化、氯甲基化、脱除溴化氢三步反应合成p-CMS。在光溴化反应中,对直接溴化法、溶剂溴化法、H2O2氧化溴化法进行比较,考察反应温度、加溴时间、物料比、溶剂等因素对乙苯光溴化反应的影响。氯甲基化反应采用胶束催化,以相转移催化和路易斯酸催化为对照,考察搅拌速率、反应温度、反应时间、氯甲基化试剂、胶束浓度以及表面活性剂种类对α-乙苯氯甲基化反应的影响,并设计实验研究胶束催化氯甲基化反应的机理。在脱溴化氢反应中,对氯甲基-α-溴乙苯在不同强碱作用下脱去HBr合成p-CMS。通过物理性质检测,化学实验验证,GC、HPLC、MS、IR、NMR等分析检测方法,进行定性定量分析,确定各步反应的目标产物。实验结果表明:CCl4溶剂光溴化法效果最好,收率为96.7%。胶束催化是实现α-溴乙苯氯甲基化的有效方法,仅用3.35g/L的十六甲基三甲基溴化铵（CTAB）,反应5h,收率可达92.2%;研究表明氯甲基化反应主要发生在阳离子胶束内部和阴离子胶束-水界面;阳离子表面活性剂比阴离子表面活性剂的催化效果好,且阳离子表面活性剂分子的疏水链越长,对氯甲基化反应的催化效果越好。在叔丁醇钾作用下,对氯甲基-α-溴乙苯进行消除反应脱去HBr,得到p-CMS,收率为90.4%。该合成路线方法总收率为80.6%,有一定的实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 对氯甲基苯乙烯的应用
• 1.2 对氯甲基苯乙烯的合成方法
• 1.2.1 已报道合成对氯甲基苯乙烯的方法
• 1.2.2 芳烃侧链溴化反应
• 1.2.3 芳烃氯甲基化反应
• 1.2.4 胶束催化
• 1.2.5 卤代烷消除反应
• 1.3 本论文合成对氯甲基苯乙烯的方法
• 2 实验部分
• 2.1 实验药品试剂
• 2.2 实验仪器设备
• 2.3 α-溴乙苯的合成
• 2.3.1 直接溴化法合成α-溴乙苯
• 2.3.2 溶剂溴化法合成α-溴乙苯
• 2O₂氧化溴化法合成α-溴乙苯'>2.3.3 H₂O₂氧化溴化法合成α-溴乙苯
• 2.4 对氯甲基-α-溴乙苯的合成
• 2.4.1 胶束催化α-溴乙苯氯甲基化
• 2.4.2 相转移催化α-溴乙苯氯甲基化
• 2.4.3 路易斯酸催化α-溴乙苯氯甲基化
• 2.5 对氯甲基苯乙烯的合成
• 2.5.1 强碱直接消除法合成对氯甲基苯乙烯
• 2.5.2 相转移催化法合成对氯甲基苯乙烯
• 3 结果与讨论
• 3.1 产品的表征
• 3.1.1 乙苯光溴化反应产物的表征
• 3.1.2 乙苯氯甲基化产物的表征
• 3.1.3 α-溴乙苯氯甲基化产物的表征
• 3.1.4 对氯甲基-α-溴乙苯消除反应产物的表征
• 3.2 溴化反应结果
• 3.2.1 直接溴化法结果
• 3.2.2 溶剂溴化法结果
• 2O₂氧化溴化法结果'>3.2.3 H₂O₂氧化溴化法结果
• 3.2.5 光溴化反应小结
• 3.3 氯甲基化反应结果
• 3.3.1 胶束溶液对α-溴乙苯的增溶作用
• 3.3.2 搅拌速率对反应的影响
• 3.3.3 温度对反应的影响
• 3.3.4 时间对反应的影响
• 3.3.5 氯甲基化试剂对反应的影响
• 3.3.6 胶束浓度对反应的影响
• 3.3.7 不同催化剂对反应的影响
• 3.3.8 胶束催化氯甲基化的机理研究
• 3.3.9 胶束催化氯甲基化反应小结
• 3.4 对氯甲基苯乙烯的合成
• 3.4.1 强碱直接消除法反应结果
• 3.4.2 相转移催化法反应结果
• 3.4.3 消除反应小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录