毕业论文 念小勋1

31西安石油大学本科毕业设计（论文）1氧化钙催化的Aldol反应摘要：本实验通过使用不同的催化剂对羟醛缩合反应进行催化，考察反应过程中在不同的反应时间，反应温度以及催化剂用量对反应产率，反应速度的影响。通过实验发现，用氧化钙作催化剂时的反应效果，要远远好于其他的酸碱，而且加热回流条件下，20%的崔化剂用量，且醛酮比例为1:1.3.时，反应4.5小时左右就可以基本反应完全。再者就是研究同一种催化家对不同Aldol反应的影响，也是从反应速率，反应物得产率等几个方面进行分析。以溴化苄为改性剂对氧化钙进行改性，配制不同比例的溴化苄的干燥的甲醇溶液。取15ml溶液和0.2g的氧化钙混合，加热回流3h。然后抽滤取干燥改性好的CaO。通过试验发现，改性剂的用量为万分之零点一时为最优比例。反应物产率可达95%，且反应时间明显缩短。再用甲醇作为改性剂研究甲醇对氧化钙的影响，发现最佳条件下时的产率只有60%，所以可以忽略。认为溴化苄在一定条件下确实是优化了氧化钙的催化作用。关键词：Aldol反应，氧化钙，溴化苄31西安石油大学本科毕业设计（论文）2AldolreactioncatalyzedbycalciumoxideAbstract:Inthisstudybyusingdifferentcatalystsonthealdolreactioncatalyzedreactionprocessinvestigatedatdifferentreactiontime,reactiontemperatureandcatalystonthereactionyield,reactionrate.Experimentalresultsshowthatcalciumoxideasacatalystwiththereactionwhentheeffectismuchbetterthantheotheracid,andheatedunderreflux,20%oftheCUIofthedosage,andtheratioof1：1.3aldehydesandketones.Whenthereaction4.5hoursorsotobebasicallycompletereaction.Furthermore,ishomeofthesamecatalyticeffectofdifferentAldolreaction,butalsofromthereactionrate,theyieldofthereactantshavetoanalyzeseveralaspects.Benzylbromideasmodifiertothemodificationofcalciumoxide，Preparationofdifferentratiosofdrybenzylbromideinmethanol.15mltake0.2gofcalciumoxidesolutionandmixedreflux3h.ModifiedtotakeagoodfiltrationandthendriedCaO.Theexperimentshowedthattheamountofmodifierisextremelyshortoftheoptimalratioofzero.Responserateof95%oftheproperty,andthereactiontimewassignificantlyshortened.Methanolandthenmethanolasamodifierofcalciumoxide,andfoundthatunderoptimumconditionstheyieldwhenonly60%,socanbeignored.Thatundercertainconditions，benzylbromideisreallyoptimizedcalciumoxidecatalyst.Keywords:Aldolreactionofaldehydesandketones,calciumoxide,benzylbromide31西安石油大学本科毕业设计（论文）3目录1绪论………………………………………………………………………….11.1Aldol反应的定义……………………………………………………11.2固体碱催化的Aldol反应的优点…………………………………….11.3国内外的研究现状…………………………………………………..21.4Aldol反应的催化机理………………………………………………..31.4.1碱性的催化…………………………………………….……31.4.2酸性催化…………………………………………………….31.4.3不同用量的催化剂对反应的影响………………………….31.5实验研究内容………………………………………………………..31.5.1使用不同比例的溴化苄对氧化钙表面进行改性…………...31.5.2使用干燥的甲醇对氧化钙表面进行改性……………………32实验部分………………………………………………………………………...42.1实验药品及仪器………………………………………………………..42.1.1实验药品…………………………………………………………42.2.2实验仪器…………………………………………………………52.2实验内容……………………………………………………………..52.2.1硅胶板的制作………………………………………………...52.2.2几种不同的碱在不同条件下对反应催化……………………72.2.3几种不同的酸在不同条件下对反应催化……………………82.2.4氧化钙在不同反应条件下对反应催化………………………82.2.5最优条件下的CaO对不同反应的产率及速率的影响…...122.2.6氧化钙（CaO）的改性………………………………………162.2.7改性好的氧化钙做催化剂进行催化…………………………162.2.8改性后的氧化钙对不同反应的产率及速率的影响…………173结果与分析……………………………………………....................183.1Aldol反应的最优反应条件的确定….…………………………………183.1.1不同催化剂常温下对反应产物的影响……………………….183.1.2催化剂用量对查耳酮产率的影响…………………………….193.1.3反应温度对查耳酮产率的影响……………………………….193.1.4醛酮摩尔比对查耳酮产率的影响……………………………,203.1.5未改性的氧化钙对Aldol反应产物产率的影响………………213.2改性氧化钙对Aldol反应产物产率的影响……………………………233.2.1溴化苄改性的氧化钙对查耳酮产率的影响……………………233.2.2溴化苄改性好的氧化钙对不同醛酮反应的影响………………2431西安石油大学本科毕业设计（论文）43.2.3甲醇改性的氧化钙对查耳酮产率的影响……………………….244结论………………………………………………………...............……27文献…………………………………………………………………………..28致谢…………………………………………………………………………..29、西安石油大学本科毕业设计（论文）11绪论1.1Aldol反应的定义Aldol反应（AldolReaction)即羟醛缩合/醇醛缩合反应[1]。具有α-Ｈ的醛，在碱催化下生成碳负离子，然后碳负离子作为亲核试剂对醛酮进行亲核加成，生成β－羟基醛，β－羟基醛受热脱水成不饱和醛。在稀碱或稀酸的作用下，两分子的醛或酮可以互相作用，其中一个醛（或酮）分子中的α-氢加到另一个醛（或酮）分子的羰基氧原子上，其余部分加到羰基碳原子上，生成一分子β-羟基醛或一分子β-羟基酮。这个反应叫做羟醛缩合或醇醛缩合。通过醇醛缩合，可以在分子中形成新的碳碳键，并增长碳链[2]。分子间的羟醛缩合经常被用来合成一些β-羟基化合物，如1，3-丙二醇、l，3-丁二醇和新戊二醇等。其可作为进一步生产香料、药物等多聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等高聚物的单体；缩合脱水产物α，β-不饱和醛氧化得到相应的可广泛用作精细化工生产原料的羧酸，如2，2-二羟甲基丙酸可用作水性氨脂扩链剂以及制备聚酯、光敏树脂和液晶，2-甲基-2-戊烯酸是具有水果香味的食用香料，可广泛用于食品加工业和其它日化香精产业；此外，α，β-不饱和醛完全氢化时得到饱和伯醛，可用作溶剂或制造洗涤剂、增塑剂。1.2固体碱催化的Aldol反应的优点（1）．反应时间短，且反应速率较快，反应物产率也是相当可观的。（2）．反应条件温和，催化活性高，选择性强，后处理简单。1.3国内外研究现状对于羟醛缩合反应目前国内的外研究都是比较广泛的，相对于国内二而言，国外的研究起步比较早，随着现在工业化的发展，我国在这方面也是取得了相当不错的成果[3]。Aldol反应主要有以下几类：羟醛缩合反应可分为自身缩合和交叉缩合。西安石油大学本科毕业设计（论文）2自身缩合可以是分子间的，也可以是分子内的。醛分子间的自身缩合平衡常数较大，故反应可顺利进行，反应条件也较温和，故可用于合成特定的醛。酮分子间的自身缩合平衡常数很小，故需要采用特殊的方法是反应向右推动，如加入催化剂、强碱环境，或是用索氏提取器分离产物。一般来说，此类反应的产率较低，应用不多。当分子内既有羰基又有烯醇负离子时，可发生分子内的羟醛缩合反应，得到关环产物。特别是合成五、六元环时，反应顺利，产率较高。该反应被广泛用于制备α，β-不饱和环酮。有机合成中应用最多的是交叉羟醛缩合，即利用两个不同的醛或酮进行混合羟醛缩合反应，可得到α，β-不饱和醛酮[4]。如果两反应物都有活泼的α氢，将得到四种混合产物，若产物难以分离，这就没有多大的利用价值。为了解决这个问题，一般是使其中一种不含有活泼的α氢。另外当发生的是不对称的羟醛缩合反应时，一般有两种反应进行定向缩合。一种是将底物酮转变成烯醇的形式进行反烯醇负离子应，如Mukaiyama反应，即三甲基氯硅烷与烯醇形成硅醚，把烯醇的双键固定，分离后再与醛或酮反应。或者用LDA将不对称酮大部分转变成动力学控制的烯醇负离子，再用三甲基氯硅烷分离。另一种是有机小分子的不对称催化反应，催化剂的选择至关重要，选择合适的催化剂可以大大提高反应的选择性。对于反应所使用的催化剂，根据其所具有的酸碱活性中心，可分为酸性催化剂、碱性催化剂、酸碱催化剂。除了醛酮外，其他含有活泼α氢的化合物也能形成碳负离子，从而与醛酮的羰基发生亲核加成。如：Perkin反应，即在碱性催化剂的作用下，芳香醛与酸酐在相应的羧酸钠(钾)盐存在下生成α，β-不饱和芳香酸。如：Knoevenagel反应和Darzen反应。1.4Aldol反应的催化机理Aldol缩合反应(即羟醛缩合反应)是一类重要的有机化学反应，由于该反应生成的产物大多是有机合成的重要中间体，因此，一直是有机合成化学的研究热点。Aldol反应除形成新的碳-碳键外，产物中还常常会出现新的手性中心羟醛缩合反应是指含有活性α氢原子的化合物如醛、酮、羧酸和酯等，在催化剂的作用下与羰基化合物发生亲核加成，得到α-羟基醛或酸。有α氢原子的化合物如醛、酮、羧酸和酯分子中，由于羰基的吸电子诱导作用以及碳氧双键和α碳上碳氢σ键之间的σ-π超共轭效应，使得α碳上氢上的电子云密度较低，具有较强的酸性和活性。羟醛缩合反应既可以在酸催化下反应，也可以在碱催化下反应。西安石油大学本科毕业设计（论文）3在酸催化下，羰基转变成烯醇式，然后烯醇对质子化的羰基进行亲核加成，得到质子化的β-羟基化合物。由于α氢同时受两个官能团的影响，其化学性质活泼，在经质子转移、消除可得α，β-不饱和醛酮或酸酯。在碱性催化剂下，首先生成烯醇负离子，然后烯醇负离子再对羰基发生亲核加成，加成产物再从溶剂中夺取一个质子生成β-羟基化合物[5]。得到的β-