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·1360· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
9-芴酮与苯酚的缩合反应,结果如表 1 所示。
表 1 不同催化剂催化双酚芴合成的影响
Table 1 Effect of different catalysts on the synthesis of
bisphenolfluorene
C(9-芴酮) S/%
催化剂
/% A(BHPF) B C
IL1 53.7 87.2 9.4 3.4
HOOCCH 2S H 0 0 0 0
H 2SO 4 55.4 87.5 9.0 3.5
反应条件:9-芴酮(3.6 g,0.02 mol),n(苯酚)∶n(9-芴酮)∶
图 1 反应液在 257 nm 处的 HPLC 图 n(催化剂)=6∶1∶0.15,110 ℃, 6 h。
Fig. 1 HPLC of reaction liquid at 257 nm
由表 1 可知,使用巯基乙酸作催化剂时,反应
不能发生;单独使用 IL1〔[MimN(CH 2) 3SO 3H][HSO 4]〕
作催化剂,9-芴酮的转化率为 53.7%;硫酸为催化
剂时,9-芴酮的转化率为 55.4%。
巯基乙酸作催化剂不能催化该反应,IL1 的催
化能力与硫酸的催化能力接近,但二者单独使用均
不能使 9-芴酮完全转化。参考双酚 A 合成的实验 [17] ,
将巯基乙酸作为助催化剂,离子液体 IL1 作为催化剂
协同催化 9-芴酮与苯酚的缩合反应。用单变量优化
法对反应温度,反应时间,苯酚与 9-芴酮的物质的量
图 2 反应液在 275 nm 处的 HPLC 图 比,催化剂及助催化剂的用量等反应参数进行优化。
Fig. 2 HPLC of reaction liquid at 275 nm
2.1.2 反应时间对缩合反应的影响
1.2.5 9-芴酮的转化率和双酚芴选择性 反应条件:9-芴酮(3.6 g,0.02 mol),n(苯酚)∶
为了准确定量反应过程中 9-芴酮的转化率和双 n(9-芴酮)∶n(催化剂 IL1)=6∶1∶0.15,n(IL1)∶n(巯
酚芴的选择性,本文选择液相色谱检测器为 257 nm 基乙酸)=5∶2,反应温度 110 ℃,考察了反应时间
和 275 nm 两个波长进行分析。利用检测器波长为 对 9-芴酮与苯酚缩合反应的影响,结果如图 3 所示。
257 nm 液相色谱通过外标法定量计算 9-芴酮的转化
率,由于 3 个产物的最大吸收波长相同,均为
275 nm,利用检测器波长为 275 nm 液相色谱通过面
积归一化法计算产物的选择性。因此,9-芴酮的转
化率和双酚芴的选择性以下式计算。
m (9-芴酮 ) m (9-芴酮 )
C (9-芴酮 ) / % 前 后 100
m (9-芴酮 ) 前
n (A)
S (A) / % 100
n (A) n B ( ) n C ( )
式中:C(9-芴酮)、S(A)分别代表 9-芴酮的转化率、
双酚芴的选择性;m(9-芴酮)前指反应前 9-芴酮的质 图 3 反应时间对缩合反应的影响
量,m(9-芴酮)后反应结束后体系中剩余 9-芴酮的质 Fig. 3 Effect of reaction time on the condensation reaction
量,单位 g,反应结束后体系中剩余 9-芴酮的质量 随着反应时间的延长,9-芴酮的转化率和双酚
利用外标法计算。n(A)、n(B)、n(C)分别表示反应产 芴的选择性都逐渐提高。当反应时间为 3 h 时,9-
物中 A、B 和 C 的物质的量。 芴酮完全转化,双酚芴的选择性为 83.8%;反应时
间为 6 h 时,双酚芴的选择性增加至 87%,继续延
2 结果与讨论
长反应时间,双酚芴的选择性保持不变。因此,缩
2.1 双酚芴合成反应条件的优化 合反应较佳的反应时间为 6 h。
2.1.1 双酚芴合成催化体系的确定 2.1.3 反应温度对缩合反应的影响
分别用 IL1、巯基乙酸和硫酸为催化剂,催化 反应条件:9-芴酮(3.6 g,0.02 mol),n(苯酚)∶