2-噻吩乙醇合成工艺研究

硕士学位论文论文题目2-2-2-2-噻吩乙醇合成工艺研究学科专业环境工程作者姓名杨海玉指导教师张洪林2008200820082008年04040404月类□学历硕士□同等学力别□工程硕士学校代码：10148101481014810148学号：01200501050221012005010502210120050105022101200501050221密级：□□□□无□□□□加密学院环境与生物工程学院入学时间2005200520052005年9999月论文起止时间2005.9-2008.42005.9-2008.42005.9-2008.42005.9-2008.4答辩时间2008200820082008年6666月研究成果声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得辽宁石油化工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。特此申明。签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解辽宁石油化工大学有关保留、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后适用本授权书)。签名：日期：导师签名：日期：辽宁石油化工大学硕士学位论文-1-2-2-2-2-噻吩乙醇合成工艺研究摘要2-噻吩乙醇(又名噻吩-2-乙醇)，英文名：2-thiopheneethanol(2-thienyl-2-ethanol)，是合成血小板聚合抑制剂和抗血栓用噻吩并匹啶类药物的一种重要有机中间体。2-噻吩乙醇作为有重要用途的精细化工产品，有着良好的应用前景，合成的工艺线路归纳起来主要有以下几个：①丁基锂工艺②格氏试剂工艺③酯还原工艺。目前国内只有浙江省临海市燎原化工有限公司等极少数的厂家具有生产能力，并且存在着工艺复杂，生产环境要求严格，环境污染严重等缺点，从上述分析来看,如何降低生产成本,提高反应收率,减少环境污染,是2-噻吩乙醇合成过程的主要问题。本文在参考国内外大量文献基础上，针对目前2-噻吩乙醇合成方法存在的实验条件苛刻、原料价格昂贵，不适合工业化生产等问题，对传统生产工艺进行改进和优化，初步确定以噻吩为原料在电子转移试剂存在的条件下，用碱金属使噻吩金属化-环氧化-水解反应，再经常压和减压蒸馏得到目标产物2-噻吩乙醇。通过考察反应温度、原料配比、所用溶剂、反应时间等实验条件，确定最佳工艺条件，并讨论了溶剂回收利用的可行性，为实现2-噻吩乙醇的工业化生产提供了新的方法和实验依据。本课题应用原子吸收、气相色谱-质谱联用仪等确认了各步反应产物的结构和各步反应产率。通过分析，得出了各步反应的最佳条件：(1)制备钠砂通过研究钠砂的制备过程，得到制备钠砂的最佳条件为：介质为二甲苯，加热温度在100-110℃之间，分散剂选择性质较稳定的油酸，其最佳投加量为钠质量的0.5%，搅拌速度在2500-3000r/min，辽宁石油化工大学硕士学位论文-2-得到的钠砂平均粒径在20μm左右。(2)噻吩金属化反应综合考虑各种因素，得出噻吩金属化的最佳反应条件：将(1)中溶剂二甲苯直接用于金属化反应；加入噻吩的量与钠的最佳摩尔比为1.6:1；α-甲基苯乙烯为最佳电子转移试剂，其投加量为噻吩摩尔量的0.4倍；四氢呋喃为最佳的反应溶剂，它的最佳投加量为噻吩质量的2.5倍；其反应温度控制在0-4℃之间为宜；反应时间为3h较为合适。这样噻吩金属化反应的产率最高，并能有效减少副反应的发生。(3)环氧化反应通过实验表明，环氧化反应的最佳工艺条件为：反应温度4-8℃，反应时间4h，环氧乙烷与噻吩钠的摩尔比为1︰1。(4)水解反应pH调节到3左右为宜，并且浓盐酸应缓慢加入，控制反应温度在10℃以内。(5)蒸馏减压精馏的真空度为0.098MPa，取110℃左右的馏分。经质谱定性、气相色谱定量，产品总收率达到81%，纯度97%以上。采用气相色谱法和高效液相色谱法分别对2-噻吩乙醇进行了定性和定量分析，两种方法的2-噻吩乙醇回收率均在98%-102%之间，且RSD1%，表明两种方法均准确可靠。且两种方法都具有分离效果好，操作简单、快速和结果重现性好等特点，能够达到分析要求。同时，本课题采用的钠试剂法合成2-噻吩乙醇工艺，反应条件温和，并减少了现有工艺路线的步骤，所用药品试剂可以回收利用，降低了生产成本，减小了对环境的污染，对人类健康和环境保护均有十分重要的意义，具有很大的经济效益和社会效益。关键词：合成，噻吩，噻吩乙醇，环氧乙烷，钠试剂StudyStudyStudyStudyononononsynthesissynthesissynthesissynthesisofofofof2-thiophene2-thiophene2-thiophene2-thiopheneethanolethanolethanolethanol辽宁石油化工大学硕士学位论文-3-ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACT2-thiopheneethanolisanimportantdrugintermediatesofsyntheticpolymerizationofplateletinhibitorsandanti-thrombosisthiophene-ticlopidineandclopidogrelpyridine.Asanimportantusefulchemicalproduct,2-thiopheneethanolhasagoodapplicationprospect.Synthesisoftechnologylinescanbesummarizedasfollows:①Technologyofbutyllithium②Technologyofgrignardreagent③Technologyofesterdeoxidize.Atpresent,LiaoyuanChemicalmanufactoryinLinhaiCity,ZhejiangProvinceandonlyalittlenumberofmanufacturershaveproductioncapacity.Buttherearemanyshortcoming:Complexprocess,Highdemandingoftheproductionenvironment,seriousenvironmentalpollutionandsoon.Fromtheaboveanalysis,howtoreducetheproductioncosts,improvetheyield,reducetheenvironmentalpollution,whicharethemajorproblemsof2-thiopheneethanolsynthesisprocess.Inthispaper,basedonalargenumberofreferences,manyproblemshavebeenexistinthe2-thiopheneethanolsynthesismethod,suchasharshconditions,thecostlyofrawmaterialsandunsuitableforindustrialproduction.Attheconditionsofelectrontransferreagent,thetraditionalproductionprocesshavebeenimprovedandoptimized.Firstly,usedalkalimetaltometalthiophene-epoxidation-hydrolysisreaction,thentheproducthasbeenobtainedbypressureandvacuumdistillationwhichusedthiopheneastherawmaterials.Theoptimalprocessconditionswereconfirmedbyexaminingthereactiontemperature,theratioofrawmaterials,experimentalconditionsandreactiontime.Thesolventreclaimhasbeendiscussedalso.Andthefeasibilityofapplicationofindustrialproductionhasprovidednew辽宁石油化工大学硕士学位论文-4-methodsandbasisexperimentalforachieve2-thiopheneindustrializedproduction.Thebestreactionconditionsofvariousstepswereobtainedbyatomicabsorption,gaschromatography-MSwhichwereconfirmedtoproductstructureandyieldofeachreaction:(1)PreparationofsodiumsandBystudyingthepreparationofsodiumsand，thebestconditionsofsandsodiumprepared:mediumisxylene,heatingtemperaturebetween100-110℃,dispersantschoosethemorestablenatureofoleicacidandthebestdosageofsodiumis0.5%,stirringspeedinthe2500-3000r/min,receivedanaverageparticlesizeofsodiuminthesand30μmbelow.(2)themetallizingreactionofthiopheneConsiderationthedifferentfactors,cometotheconclusionoftheoptimalreactionconditions:Xyleneusedfordirectreactionofmetallization，thebestmolarratioofThiopheneandsodiumwas1.6:1;a-methylstyreneisthebestelectrontransferreagentanditsdosagewas0.4timesofthiophene.Tetrahydrofuranisthebestsolvent,thebestdosagewas2.5timesofthequalityofthiophene;reactiontemperaturewascontrolledat0-4℃；reactiontimewas3h.inthisway，wecanhavethehighestrateofproductionandtheleastsidereaction.(3)epoxidationreactionExperimentresultsshowthatthebestprocessconditionsofepoxidationreaction:thereactiontemperaturewas4-8℃;thereactiontimewas4h;themolarratioofethyleneoxideandsodiumthiophenewas1:1.(4)HydrolysisreactionAdjustpHtothreeandaddedh