本科毕业论文（设计）( 2015届 ) 题 目：对羟基肉桂酸催化合成条件的研究 学 院： 化学化工学院 专 业： 应用化学 学生姓名： GG 学号： 21107031014 指导教师： JG 职称（学位）： 助教 合作导师： 职称（学位）： 完成时间： 2015年 5 月19日 成 绩： JG学院教务处制学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。声明人（签名）：年 月 日黄山学院本科毕业论文目 录1引言31.1 对羟基肉桂酸合成的改进31.1.1 传统催化方法31.1.2新型离子液体催化剂的特点32.1 试剂与仪器42.2 实验原理52.3 实验方法与步骤52.3.1 离子液体催化剂的制备52.3.2 实验步骤52.3.3 产率的计算63 实验结果与讨论63.1 单因素变化对酯化率的影响63. 1. 1 催化剂种类对产率的影响63. 1. 2 反应温度比对实验结果的影响83. 1. 3 催化剂的用量对实验结果的影响93. 1. 4 反应物的物质量之比对实验结果的影响103.2 Box-Behnken设计-效应面法优化合成条件113.2.1 实验数据与结果113.2.2 二项式方程数学模型拟合123.2.3 效应面优化与验证实验13分析164 结论17参考文献18致 谢19对羟基肉桂酸的催化合成条件的研究 化学化工学院应用化学 端GG（21107031014） 指导教师：黄GJ（助教）摘要：以对羟基苯甲醛和丙二酸为原料合成对羟基肉桂酸，通过试验研究了催化剂种类、反应时间、反应温度、反应物摩尔比、催化剂用量等条件对反应的影响。实验结果表明最佳条件为：离子液体作为催化剂，其用量为1ml，丙二酸与对羟基苯甲醛摩尔比为1.5:1，反应时间60min，反应温度85。该条件下其产率可以高达87.38%。该方法工艺简单，反应所用的时间较短，反应所需的温度便于控制，催化剂可回收再利用，用于工业生产中可以带来较高的收益。关键词：对羟基肉桂酸；丙二酸；对羟基苯甲醛；离子液体；合成 Stady on p-hydroxycinnamic acid Catalytic synthesis conditionCollege of chemistry and chemical engineering applied chemistryDuanGH （21107031014） Director：HuanGH（Assistant）Abstract: Using of hydroxy benzaldehyde and malonic acid as a raw material for the synthesis of hydroxy cinnamic acid, through the experiment study the effect of kinds of catalyst, reaction time, reaction temperature, molar ratio of reactants, amount of catalyst, and so on the reaction. The experimental results showed that the optimum conditions were: ionic liquid as the catalyst, the dosage of 1ml, propylene acid and the molar ratio of 1.5:1, reaction time 60min, reaction temperature 85. Under this condition, the yield can be as high as 87.38%. The method is simple, the reaction time is shorter, the temperature of the reaction is easy to be controlled, the catalyst can be recycled and used for industrial production, which can bring higher returns.Keywords: The synthesis of hydroxyl cinnamon acid; propylene acid; formaldehyde; ionic liquid;1 引言对羟基肉桂酸是一种呈白色或淡黄色的粉末状物体，在医学、农药、化工方面有重要的应用。医药方面，可用于祛痰新药杜鹃素的合成。用作生产冠心病治疗药物可心定的中间体，以及用于制造局部麻醉剂、杀菌剂和止血药等；农业方面在农药行业用于生产植物生长促进剂、长效杀菌剂和果蔬保鲜防腐剂。化妆品方面，用在化妆品里面抑制黑色素的生成。化工方面，对羟基肉桂酸是很重要的香精香料。还是一种强效的导电材料，在液晶显示器工业中近年来研究广泛。作为一种重要的化工原料，对羟基肉桂酸的合成条件的研究直接关系到对羟基肉桂酸的产率，据有关广阔的市场前景。 近年来，对羟基肉桂酸在医学上和化妆品等的用途体现出来，对羟基肉桂酸对酪氨酸酶具有明显的抑制作用,可抑制酪氨酸酶单酚酶的稳态活力和二酚酶活力，络氨酸酶是合成黑色素的关键酶，抑制络氨酸酶对美白化妆品等的作用显而易见。在医学上，阿魏酸和对羟基肉桂酸通过多种机制发挥抗肿瘤作用，抑制一氧化氮合酶和清除氧自由基等，从而影响肿瘤细胞凋亡、侵袭、转移等，因此研究肉桂酸的合成条件，在医学上，工业上都有很大的发展潜力和应用前景。选择出最好的反应条件以及最环保的反应方式也是国内外一致追求的合成对羟基肉桂酸的方式。1.1 对羟基肉桂酸合成的改进 1.1.1 传统催化方法 天然提取合成对羟基肉桂酸的产率很低，很难达到工业上的需求。金继曙等，采用以对羟基苯甲醛与丙二酸为原料, 按照Knoevenagel-doebner 反应合成了对羟基肉桂酸，但是反应的产率仅为50，Knoevenagel-doebner反应法是通过对羟基苯甲醛与苯二酸为原料，在吡啶的弱碱性催化下缩合得到对羟基肉桂酸。许敬英，杨志国等，采用了微波合成以对羟基苯甲醛、丙二酸为原料，甲苯、吡啶作为溶剂, 苯胺作催化剂合成了对- 香豆酸，产率可以达到72.76%。1.1.2 新型离子液体催化剂的特点离子液体具有很多突出的优点:(1)呈液体的温度区间大,部分离子液体的熔点甚至低于-96,液程宽达40；（2）能溶解许多无机、有机、金属有机物和高分子材料等,而且溶解度很大,可以达到很高的浓度；（3）不易挥发,几乎没有蒸汽压,可以用于高温和高真空体系,且在实验过程中不会产生对人体有害和环境污染的气体；（4）较好的化学稳定性,大部分离子液体的热分解温度都在30以上；（5）较宽的电化学稳定电位窗口；（6）通过设计阴阳离子的结构可将其酸度调至超强酸；（7）密度大,可与某些溶剂形成两相或多相体系,易分相,适合用作催化剂、介质、分离溶剂或构成反应/分离耦合新体系。由于这些特殊的性质,离子液体与超临界CO2和双水相一起构成三大绿色溶剂与催化介质,具有广阔的应用前景。离子液体是一类新颖的溶剂,不仅能够代替挥发性有机溶剂广泛应用于电化学、合成、分离过程中,而且可以作为催化剂、支撑试剂应用于有机合成中,因此成为近年来化学化工领域的研究热点。用新型的离子液体催化剂催化合成对羟基肉桂酸的方法，不仅可以是催化剂的用量减少，而且催化剂可以完全回收，催化效率也比传统方法要高，对环境几乎没有污染。降低合成对羟基肉桂酸的成本的同时加快合成的速率，是一种新型的催化方法。2 实验部分 2.1 试剂与仪器表3-1 实验试剂实验试剂试剂纯度试剂生产厂商对羟基苯甲醛化学纯（CP）国药集团化学试剂有限公司丙二酸化学纯（CP）北京化工厂乙酸乙酯分析纯（AR）国药集团化学试剂有限公司1-甲基咪唑分析纯（AR）上海晶纯试剂有限公司1,3-丙磺酸内酯分析纯（AR）Aladdin Industrial Corporation浓硫酸分析纯（AR）西陇化工有限公司吡啶苯胺环己烷 分析纯（AR）分析纯（AR）分析纯（AR）天津博迪化工股份有限公司国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司表3-2 实验仪器实验仪器仪器型号生产厂商智能恒温磁力搅拌器ZNCL-S巩义市予华仪器有限责任公司真空水循环泵SHZ-D巩义市予华仪器有限责任公司红外光谱仪Nicolet 380美国尼高力公司马弗炉SX-25-12金坛市荣华仪器制造有限公司电子天平ELB2000日本岛津公司2.2 实验原理本实验原理即为1-甲基咪唑与1,3-丙磺酸内酯反应生成离子液体催化剂1-(3-磺酸)丙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐HSO3-pmim+HSO4，在离子液体催化剂的催化条件下，对羟基苯甲醛与丙二酸发生缩合反应，生成对羟基肉桂酸，本实验利用了离子液体催化剂，使反应速率更快，产率更高。2.3 实验方法与步骤本实验为多因素多水平实验，故采取响应面试验法可提高实验效率，是一种快速，经济的实验设计方法。实验的因素有催化剂种类、反应物摩尔比、反应时间、反应温度，催化剂有吡啶、吡啶与苯胺、离子液体催化剂，反应物的摩尔比分别为1：1,、1：1.5、1:2，反应时间分别是40min、60min、80min，反应温度分别为80、85、90。