塑料光纤单体α-氟代丙烯酸甲酯的合成工艺研究

发布时间：2017-09-09 21:12

  本文关键词：塑料光纤单体α-氟代丙烯酸甲酯的合成工艺研究

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【摘要】：含氟塑料光纤较传统的塑料光纤和石英光纤在热稳定性、制造成本和数据传输方面有着许多优势。a-氟代丙烯酸甲酯,作为合成塑料光纤的重要单体之一,研究其合成工艺有非常重要的意义。本文综述了α-氟代丙烯酸甲酯的合成方法,并参照已有文献设计了α-氟代丙烯酸甲酯的合成路线,并进行了改进和优化。本文考察了直接法和间接法等不同策略合成α-氟代丙烯酸甲酯的工艺方法。重点研究了间接法的合成工艺,包括不同溶剂、温度、加料方式对反应的影响。其中,对于克莱森缩合反应,以甲醇代替甲基叔丁基醚,使草酸二甲酯转化率可以达到99.5%以上,并降低了原料成本和生产风险；羟甲基化反应用甲醛水溶液代替多聚甲醛,使用一锅法,简化了工艺,并降低了原料成本,前两步收率以草酸二甲酯计为65%；氯代反应以二氯亚砜为氯代试剂,吡啶作为缚酸剂,用β-氯代-α-氟代丙酸甲酯产品作溶剂,收率以β-羟基-α-氟代丙酸甲酯计为90.4%；最后,β-氯代-α-氟代丙酸甲酯在磷酸三钠和BHT存在下,发生消除反应合成了α-氟代丙烯酸甲酯,收率以β-氯代-α-氟代丙酸甲酯计94%。总收率为55.2%,且原料易得、产品质量稳定、操作简单、成本较低,适合大生产。经过元素分析,红外,核磁共振,质谱分析等手段确证了中间体及产品的结构。
【关键词】：塑料光纤 氟代丙烯酸 羟甲基化 克莱森缩合 消除
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ320.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 前言12-23
• 1.1 光纤概述12-16
• 1.1.1 塑料光纤简介12-14
• 1.1.2 含氟塑料光纤14-16
• 1.2 α-氟代丙烯酸酯的合成综述16-21
• 1.2.1 酯的缩合一消除反应16-17
• 1.2.1.1 氟代乙酸酯与草酸酯的克莱森缩合—消除反应16-17
• 1.2.1.2 氟代丙二酸酯与甲醛的缩合—消除反应17
• 1.2.2 丙烯化合物的卤氟化加成反应17-18
• 1.2.3 丙烷卤化物的卤氟化加成反应18-20
• 1.2.4 α-氟代丙烯酸酯的其它合成方法20-21
• 1.3 α-氟代丙烯酸甲酯的合成21-23
• 第2章 α-氟代丙烯酸甲酯的合成路线设计23-36
• 2.1 合成策略23-24
• 2.2 研究基础24-32
• 2.2.1 克莱森酯缩合反应(Claisen酯缩合反应)24-25
• 2.2.2 羟甲基化反应25-26
• 2.2.3 消除反应26-28
• 2.2.4 氯代反应28-29
• 2.2.5 阻聚剂29-32
• 2.2.6 串联反应32
• 2.3 研究内容32-34
• 2.4 研究重点34-36
• 第3章 实验部分36-56
• 3.1 实验试剂和仪器36-37
• 3.1.1 主要实验原料及试剂36-37
• 3.1.2 主要仪器与设备37
• 3.2 主要的分析方法37-38
• 3.3 草酰氟代乙酸甲酯钠盐的合成38-43
• 3.3.1 实验部分39
• 3.3.2 产品分析39-40
• 3.3.3 结果与讨论40-42
• 3.3.3.1 溶剂对克莱森缩合反应的影响40-41
• 3.3.3.2 反应温度对克莱森缩合反应的影响41
• 3.3.3.3 加料方式对缩合反应的影响41-42
• 3.3.3.4 不同碱对缩合反应的影响42
• 3.3.4 小结42-43
• 3.4 β-羟基-α-氟代丙酸甲酯的合成43-48
• 3.4.1 实验部分43-44
• 3.4.2 产品分析44-45
• 3.4.3 结果与讨论45-48
• 3.4.3.1 试剂对反应收率的影响45-46
• 3.4.3.2 温度对收率的影响46-47
• 3.4.3.3 不同溶剂对萃取的影响47-48
• 3.4.3.4 一锅法串联反应的尝试48
• 3.4.4 小结48
• 3.5 β-氯代-α-氟代丙酸甲酯的合成48-52
• 3.5.1 实验部分49-50
• 3.5.2 产品分析50-51
• 3.5.3 结果与讨论51-52
• 3.5.3.1 溶剂对反应收率的影响51
• 3.5.3.2 温度对反应收率的影响51-52
• 3.5.4 小结52
• 3.6 α-氟代丙烯酸甲酯的合成52-56
• 3.6.1 实验部分53
• 3.6.2 产品分析53-54
• 3.6.3 溶剂对反应收率的影响54-55
• 3.6.4 小结55-56
• 第4章 α-氟代丙烯酸甲酯的中试工艺研究56-67
• 4.1 概述56
• 4.2 中试生产设备清单56-57
• 4.3 中试生产设备流程图57-60
• 4.4 中试生产工艺流程60-64
• 4.5 生产过程的质量控制、产品质量标准64-65
• 4.5.1 质量控制要点64
• 4.5.2 产品质量标准64
• 4.5.3 三废处理64-65
• 4.5.3.1 废水64-65
• 4.5.3.2 废气65
• 4.5.3.3 废渣及废液65
• 4.6 中试结果与讨论65-67
• 4.6.1 克莱森缩合、羟甲基化反应65
• 4.6.2 氯代反应65-67
• 第5章 结论与展望67-69
• 参考文献69-72
• 附录72-89
• 作者简介89

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本文编号：822776