阿司匹林的合成-苯酚羧化過(guò)程分析

情境一：阿司匹林的合成任務(wù)二：阿司匹林合成過(guò)程分析課程：化工產(chǎn)品合成知識(shí)點(diǎn)：苯酚羧化反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理苯酚羧化反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理其反應(yīng)歷程如下:12345苯酚羧化反應(yīng)機(jī)理1酚羥基首先與堿作用形成酚氧負(fù)離子;1苯酚羧化反應(yīng)機(jī)理2酚氧負(fù)離子發(fā)生烯醇式向酮式轉(zhuǎn)變，而使酚羥基的鄰位形成碳負(fù)離子;2苯酚羧化反應(yīng)機(jī)理3碳負(fù)離子與CO2發(fā)生親核加成反應(yīng)，并發(fā)生負(fù)電荷轉(zhuǎn)移，形成羧基負(fù)離子;3苯酚羧化反應(yīng)機(jī)理4原負(fù)碳離子由酮式向烯醇式轉(zhuǎn)變，并發(fā)生質(zhì)子遷移，重新形成酚羥基;45苯酚羧化反應(yīng)機(jī)理5羧基負(fù)離子從溶劑中獲得質(zhì)子變成羧基。5苯酚羧化反應(yīng)機(jī)理整個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，堿金屬離子起到空間定位的作用，對(duì)固定CO2的空間位置非常關(guān)鍵。12345苯酚羧化反應(yīng)機(jī)理情境一：阿司匹林的合成任務(wù)三：阿司匹林合成后處理分離過(guò)程分析課程：化工產(chǎn)品合成知識(shí)點(diǎn)：苯酚羧化反應(yīng)后處理的策略及方法苯酚羧化反應(yīng)后處理的策略及方法一、羧化反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)體系的組成及其狀態(tài)羧化反應(yīng)結(jié)束后，體系為非均相懸浮混合體系，溶劑中固體懸浮物主要是產(chǎn)物水楊酸單鈉鹽、二鈉鹽及少量未反應(yīng)的酚鈉等。另外，溶劑中還溶解一定量未反應(yīng)的酚。二、羧化反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)體系分離策略懸浮物可以直接過(guò)濾出來(lái)。由于水楊酸單鈉鹽能溶于水，反應(yīng)結(jié)束后加水溶解，單鈉鹽等進(jìn)入水相并形成溶液。體系分液后分出下層水層，酸化，將單鈉鹽轉(zhuǎn)化為水楊酸。水楊酸微溶于水，故從溶液中析出。冷卻結(jié)晶，過(guò)濾即得到產(chǎn)物水楊酸粗品。酚類(lèi)物質(zhì)處理過(guò)程中易產(chǎn)生有色物質(zhì)，需要進(jìn)行脫色處理。應(yīng)考慮在結(jié)晶前進(jìn)行脫色，這樣結(jié)晶時(shí)就可避免有色物質(zhì)隨結(jié)晶析出。為盡可能脫除有色物質(zhì)，應(yīng)控制在微酸性介質(zhì)中脫色。三、反應(yīng)物分離流程四、水楊酸的純化精制可以利用水楊酸在76℃即升華的性質(zhì)進(jìn)行精制。裝置情境一：阿司匹林的合成任務(wù)二：阿司匹林合成過(guò)程分析課程：化工產(chǎn)品合成知識(shí)點(diǎn)：苯酚羧化反應(yīng)影響因素分析苯酚羧化反應(yīng)影響因素分析苯酚羧化反應(yīng)的影響因素分析苯酚的反應(yīng)性質(zhì)壓力和溫度的影響堿金屬的影響水的影響溶劑的影響副反應(yīng)

苯酚的反應(yīng)性質(zhì)苯酚（C6H6O，PhOH），又名石炭酸、羥基苯，是最簡(jiǎn)單的酚類(lèi)有機(jī)物，一種弱酸。熔點(diǎn)（℃）：42～43，沸點(diǎn)（℃）：182，常溫下為一種無(wú)色晶體，有毒，有腐蝕性，常溫下微溶于水，易溶于有機(jī)溶液；當(dāng)溫度高于65℃時(shí)，能跟水以任意比例互溶。苯酚的酚羥基可以增強(qiáng)鄰位（及對(duì)位）碳原子的親核能力。苯環(huán)上沒(méi)有其他取代基，因此空間位阻較小，有利于親核反應(yīng)的進(jìn)行，但如果反應(yīng)條件控制不好，也能發(fā)生對(duì)位的羧化，或者二元羧化。

苯酚羧化反應(yīng)的影響因素壓力和溫度的影響苯酚羧化時(shí)，控制反應(yīng)溫度140℃，則壓力在3.03～4.04×105Pa以上變化時(shí)，對(duì)產(chǎn)率的影響不大。但在某些情況下，增加二氧化碳的壓力可加快反應(yīng)速度，因而能在給定時(shí)間內(nèi)增加產(chǎn)率。在高溫下增加壓力，還會(huì)導(dǎo)致二元羧化產(chǎn)物的增加。與壓力相比，溫度對(duì)羧化反應(yīng)的影響要大得多，它不但影響反應(yīng)速率，還要影響羧化反應(yīng)的位置。溫度升高會(huì)導(dǎo)致對(duì)位異構(gòu)體的增加和二元羧化產(chǎn)物的增加。研究表明，羧化反應(yīng)的溫度對(duì)產(chǎn)物的生成有較大的影響，當(dāng)反應(yīng)溫度低于130℃時(shí)，主要生成對(duì)位羧酸，當(dāng)溫度高于220℃時(shí)主要生成二羧基化合物，當(dāng)溫度在130~220℃主要產(chǎn)物則為鄰位羧酸。苯酚羧化反應(yīng)的影響因素堿金屬的影響為保護(hù)酚羥基，羧化反應(yīng)時(shí)需先進(jìn)行苯酚與苛性堿的成鹽反應(yīng)而形成酚鹽。堿金屬對(duì)羧化反應(yīng)的位置有很大影響，例如，在可比較的條件下，酚鈉羧化得到水楊酸，而酚鉀則得到對(duì)位羧化產(chǎn)物（SA）和二元羧化產(chǎn)物（POB）的混合物。苯酚羧化反應(yīng)的影響因素水的影響一般來(lái)說(shuō)，水對(duì)酚的羧化有抑制作用，故在羧化反應(yīng)中如使用潮濕的酚鹽或含水的二氧化碳，均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)率下降。其原因可能是由于水與酚鈉生成螯環(huán)的傾向比二氧化碳大，因而阻止了二氧化碳與酚鈉形成螯環(huán)中間體；而且當(dāng)水存在時(shí)也會(huì)發(fā)生酚鈉的水解，這時(shí)通入二氧化碳，即生成了游離酚和碳酸氫鈉。苯酚羧化反應(yīng)的影響因素副反應(yīng)

主要是生成二元羧化產(chǎn)物(鄰位和對(duì)位羧化）。苯酚羧化反應(yīng)的影響因素苯酚羧化反應(yīng)的合成條件（1）物料配比（mol）苯酚∶NaOH≈1∶1；

CO2（99.9％）：過(guò)量。（2）反應(yīng)溫度脫水反應(yīng)：控制在120℃左右（Ｎ２保護(hù)下）