[发明专利]一种微波密闭反应器中的除水方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，涉及一种在微波密闭反应器中反应的除水方法，具体涉及一种对在微波密闭反应器中利用装有3A分子筛的玻璃网兜装置来除水的方法。

背景技术

1986年，Gedye等人发现将微波加热技术用于有机合成可显著提高反应速率。此后十几年的时间，微波促进有机合成的研究已发展成为一门引人注目的全新领域。与传统加热相比，微波加热可使反应速率加快，甚至可以提高上千倍，且具有操作方便、产率高及产品易纯化等特点，同时由于微波为强电磁场，产生的微波等离子体中常可存在热力学方法得不到的高能态原子、分子和离子，因而可使一些热力学上不可能发生的反应得以发生。

虽然一些有机化学反应在微波反应器中反应具有清洁、高效、能耗低、污染少等特点，但当一些可逆反应在微波密闭反应器中反应时，未必会得到高产率的产物。如有水生成的可逆反应，因为水在密闭体系中排不出去，这势必会阻碍反应向正方向进行，从而降低产率。

发明内容

本发明针对微波密闭反应器中无法排水存在的不足，提供了一种装有3A分子筛除水的装置来除水方法。本方法将适量分子筛加到我们发明的玻璃网兜装置中去除反应中生成的水，经过发明人的大量研究及实验，本发明能够提高产物的收率，满足了有机合成的实际需要，减少了资源的浪费。

一种在微波密闭反应器中反应的除水方法，在进行微波密闭反应时采用除水装置，所述除水装置是在微波反应试管内设置一个玻璃网兜，在玻璃网兜内加入吸附剂。

所述吸附剂是可以吸附酯化反应中副产物水的分子筛或其它吸附剂。

所述吸附剂的吸水量为≥反应所生成的水量。

一种用微波密闭反应的除水装置，是在微波反应试管内上端设置一个玻璃网兜，在玻璃网兜内加入吸附剂。所述玻璃网兜可以是挂在试管口，也可以是由支架支撑而位于试管内。

本发明装置具体描述如下：微波试管（2-5mL）内径1.4cm，高8cm，玻璃网兜1直径比微波试管内径略小为宜，玻璃网兜内装有吸附剂2，高3.5cm。装置之一：玻璃网兜1上方将玻璃网兜上口正好挂住在试管口为宜（图1）；装置之二：玻璃棒下方支架3设有分叉（通常采用2分叉即可，因为从分叉到玻璃网兜口较长，上口可靠着微波试管壁，不致于太偏；3分叉也可，但加工相对不方便），将玻璃网兜1架起，使试管中搅拌磁子有空间搅拌为宜（图2）。

为验证装置的优越性，本发明采取的技术方案是：利用微波辐射下乙醇和乙酸反应、苯甲醛和季戊四醇反应。在上述反应的微波密闭反应试管中加入我们发明的装置，往装置中加入适量能够吸附水分的3A分子筛除水剂。3A分子筛加入的质量为反应生成水质量的1-20倍。

乙酸乙酯的合成方法，按照下述步骤进行：

在2-5mL微波试管中加入适量无水乙醇、乙酸和对甲苯磺酸，然后将适量分子筛加入微波反应试管内部的玻璃网兜中，再用密封盖将微波试管上端密封，放入微波反应器中反应。保持温度在80-90℃，功率80-100W，反应15-25min。反应结束后，倒入饱和碳酸钠溶液中，萃取有机层，分别用饱和食盐水、饱和氯化钙溶液洗涤，无水硫酸镁干燥后，收集73-78℃的馏分。

最佳反应条件是：

(1)无水乙醇与乙酸的摩尔比为1.6-2.0。

(2)催化剂对甲苯磺酸用量占总物料质量的1-5%。

(3)3A分子筛加入的质量为反应生成水质量的1-20倍。

(4)功率为80-100W。

(5)反应时间总长为20-25min。

(6)反应温度为80-90℃。

季戊四醇双缩苯甲醛的合成方法，按照下述步骤进行：

在2-5mL微波试管中加入适量季戊四醇、苯甲醛和对甲苯磺酸，然后将适量分子筛加入微波反应试管内部的玻璃网兜中，再用密封盖将微波试管上端密封，放入微波反应器中反应。保持温度在120-140℃，功率90-180W，反应2-5min。反应结束后，加入二氯甲烷，过滤，蒸去溶剂，剩余物用无水乙醇重结晶，得无色片状固体。

最佳反应条件是：

(1)苯甲醛与季戊四醇的摩尔比为1.8-2.2。

(2)催化剂对甲苯磺酸用量占总物料质量的1-5%。

(3)3A分子筛加入的质量为反应生成水质量的1-20倍。

(4)功率为90-180W。

(5)反应时间总长为2-5min。

(6)反应温度为120-140℃。