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摘 要

：以水为介质，在相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）存在下，呋喃甲酸、碳酸钠、溴化苄为主要原料，合成了呋喃甲酸苄酯，并通过核磁共振氢谱对产物的结构进行表征。考察了75 %乙醇为溶剂进行呋喃甲酸重结晶的较优条件，当呋喃甲酸粗品2.0 g、溶剂75 %乙醇5 mL、活性炭0.06 g（3 %），呋喃甲酸晶体的收率最高可达73.1 %。考察了溶剂的用量、催化剂的用量、溴化苄用量对呋喃甲酸苄酯的产率的影响，其合成较优条件为：呋喃甲酸2.24 g（0.02 mol），碳酸钠2.12 g（0.02 mol），溴化苄0.023 mol，催化剂CTMAB 0.01 g，去离子水30 mL，在90 ℃下反应到达终点，呋喃甲酸苄酯的产率最高可达98.2 %。

关键词：呋喃甲酸苄酯，呋喃甲酸，溴化苄，十六烷基三甲基溴化铵，相转移催化

Abstract: using cetyl trimethylammonium bromide (CTMAB) as a phase transfer catalyst, benzyl furan-2-carboxylate was synthesized by the substituted reaction of sodium furanate and benzyl bromide in water. The conditions for recovering of furanoic acid were investigated. With the optimal recovering condition: crude furanoic acid 2.0 g, 75 % ethanol 5 mL, activated carbon 0.06 g (3%), the furanoic acid was recovered in 73.1 % yield. The factors effecting the synthesis of benzyl furan-2-carboxylate, such as the amount of solvent, the amount of catalyst and the amount of benzyl bromide, were investigated. With the optimum condition for the synthesis of benzyl furanoate: furan formic acid 0.02 mol, sodium carbonate 0.02 mol, benzyl bromide 0.023 mol, catalyst 0.01 g CTMAB, the reaction was carried out in 30 mL waters at 90 ℃ and the benzyl furan-2-carboxylate was obtained in 98.2% yield.

Keywords: benzyl furan-2-carboxylate, furan formic acid, benzyl bromide, cetyl trimethyl ammonium bromide, phase-transfer catalysis

目 录

1 前言 4

2 实验部分 5

2.1 仪器与试剂 5

2.2 呋喃甲酸的重结晶 5

2.3 呋喃甲酸苄酯的制备 5

2.3.1 呋喃甲酸钠的合成 5

2.3.2 呋喃甲酸苄酯的合成 5

2.3.3 呋喃甲酸苄酯的分离 5

3 结果与讨论 6

3.1 溶剂的用量对呋喃甲酸重结晶收率的影响 6

3.2 溶剂的用量对呋喃甲酸苄酯收率的影响 7

3.3 催化剂用量对呋喃甲酸苄酯收率的影响 7

3.4 溴化苄用量对呋喃甲酸苄酯收率的影响 7

3.5 最佳反应条件下的产率 8

4 产物的分析表征 8

结论 9

参考文献 10

致谢 11

1. 前言

呋喃类香料化合物在二十世纪初，就已经能从天然食物中鉴定出来。在水果、咖啡、鱼类、肉类、调味品、烘烤食品、可可、焦糖、酒类等食物中广泛存在，并对这些食物的特征香味起着重要作用。

呋喃类香料合成技术的开发与应用开始于分析技术取得较大进步的二十世纪60年代，当时美国、日本和瑞士等国家成功合成出了水果香型的呋喃类香料。到了二十世纪70年代末，呋喃类香料已发展成一类重要的香料，品种数量多达一百多种，广泛地用于各种食品香精和化妆品香精的调配。呋喃甲酸苄酯作为呋喃甲酸酯的一种，具有浓厚的杏仁香酯的香气，在日用香精中用做定香剂，在水果类食用香精和酒类香精中也经常使用。

文献中有很多关于呋喃酯类的合成方法。孟祥福等^[1]以呋喃甲酸和乙醇为原料，水合硫酸氢钠为催化剂合成了糠酸乙酯，收率84.4%。植中强等^[2]在对甲基苯磺酸的催化下，利用微波辐射技术常压下合成了呋喃甲酸正丁酯，收率95.3%。

随着环境问题的日益突出，绿色化学的发展受到了广泛的关注。溶剂的绿色化在有机化学反应中已经成为一个重要绿色化学的研究方向，特别是以水为反应溶剂的有机化学反应。支三军等^[3]在相转移催化剂四丁基溴化铵存在下，以水为介质，草酸钠、溴化苄为主要原料合成草酸二苄酯，收率89.6%。谢宇奇等^[4]在十六烷基三甲基溴化铵的催化下利用超声辐射液相合成法，以水为介质，肉桂酸和氯化苄为主要原料合成了肉桂酸苄酯，收率88.5%。冯亚非等^[5]以水为溶剂采用相转移催化剂和微波辐射技术，合成了苯甲酸苄酯，产率达到86.4%。

使用水作为有机反应的介质，既能够赋予有机反应全新的反应性能^[6-10]，也成为发展绿色化学、完成洁净合成的重要方法与途径。本文在合成呋喃甲酸苄酯的研究过程中，使用水作为反应的溶剂，代替了传统的有机溶剂，以十六烷基三甲基溴化铵作为相转移催化剂，对呋喃甲酸苄酯的合成方法进行优化，考察了合成呋喃甲酸苄酯的最佳反应条件。

实验部分

仪器与试剂

呋喃甲酸、75%乙醇、溴化苄、碳酸钠，化学纯；十六烷基三甲基溴化铵，分析纯。

Avance 400MHz核磁共振波谱仪（CDCl₃为溶剂，TMS内标，瑞士布鲁克公司）。

呋喃甲酸的重结晶

将干燥过的呋喃甲酸固体（2.0 g）装入带有回流装置的100 mL三口烧瓶中，加入适量的75%乙醇和两粒沸石。加热搅拌，待溶液微沸，固体全部溶解后，移去热源，溶液稍冷后加入活性炭（0.06 g）进行脱色，继续加热煮沸10分钟。将脱色后的热溶液尽快地倾入提前预热好的布氏漏斗中，趁热过滤，除去活性炭。滤毕，将瓶中的滤液快速转移到锥形瓶中，放置自然冷却后再放入冷水中冷却，使晶体析出完全。再用一个干净的布氏漏斗进行减压抽滤，用少量新鲜的溶液洗涤滤饼两次，用玻璃棒挤压晶体直至无液体滴下。最后将晶体转移到表面皿上，在120℃的烘箱中烘干，称重并计算回收率。

呋喃甲酸苄酯的制备

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