具有特殊结构的双酚化合物合成工艺研究

作     者：管红芳 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周宇涵

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：环辛烷 氧杂蒽 螺环二色烷 双酚 合成 

摘      要：双酚化合物是合成聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂等高分子材料的重要单体,通过合成一些具有特殊功能结构的双酚化合物可将此特殊结构引入到上述高分子材料中,从而改善材料的耐热性、阻燃性、光学性能等性质。本文中主要研究了三种具有特殊结构双酚化合物的合成工艺：含八元碳环结构的双酚化合物1,1-二(4-羟基苯基)环辛烷,含氧杂蒽结构的双酚化合物9,9-二甲基-3,6-二羟基氧杂葸,含螺环二色满结构的双酚化合物4,4,4’,4’-四甲基-7,7,-二羟基-2,2’-螺环二色烷。通过对其反应条件进行优化,得到最佳的合成工艺条件以便进行进一步的放大生产。 (1)1,1-二(4-羟基苯基)环辛烷合成工艺条件研究。以环辛酮和苯酚为原料,β-巯基丙酸为助催化剂,通入干燥的氯化氢气体在常温常压下反应制得1,1-二(4-羟基苯基)环辛烷,其结构经核磁共振氢谱、质谱和红外光谱确认正确。研究表明：氯化氢气体催化效果明显好于其他酸催化剂,硫醇/酚类化合物是有效的助催化剂,加热对反应不利。最佳反应条件为：n(环辛酮)：n(苯酚)：n(β-巯基丙酸)=1：5：0.1,干燥氯化氢气氛下,无溶剂条件下,室温常压反应5天,HPLC内标法测定产物收率81.0%。 (2)9,9-二甲基-3,6-二羟基氧杂蒽(化合物A)合成工艺条件研究及底物扩展研究。以丙酮与间苯二酚为原料,研究了酸催化剂、温度、溶剂、反应配比等因素的影响,得到最佳合成工艺条件：丙酮与间苯二酚比例1：2.5,多聚磷酸作催化剂,用量10mo1%,在温度140℃无溶剂条件下反应10个小时,HPLC测得反应收率高达93.2%。将得到的最优工艺条件用于不同的底物酮,丁酮和二苯甲酮反应较好,收率分别为79%、77%。 (3)4,4,4’,4’-四甲基-7,7 -二羟基-2,2 -螺环二色烷(化合物C)的反应条件优化。同样以丙酮与间苯二酚为原料,分别以Amberlyst-15树脂和浓盐酸作为酸催化剂,在甲苯溶剂中经缩合反应以高收率得到目标化合物。丙酮与间苯二酚二者比例3：5：以Amberlyst-15树脂为催化剂,85℃下反应6.5h;以浓盐酸为催化剂,100℃反应5h;经高效液相色谱检测利用内标法(对溴苯甲醚为内标)测得产物C收率分别为91.3%和85.7%。研究中发现黄烷结构产物可以转化为螺环二色满结构产物。