α-呋喃甲醛直接电氧化合成α-呋喃甲酸VIP免费

第16卷3期2008年6月应用基础与工程科学学报JOURNALOFBASICSCIENCEANDENGINEERINGV01．16．No．3JⅢ2008文章编号：1005-01930(2008)03—0357舶中图分类号：0646文献标识码：A钟呋喃甲醛直接电氧化合成钟呋喃甲酸姜梅1，林海波1”，孙世涛1，董艳杰1，刘小波1，2(1．吉林大学化学学院，吉林长春13002l；2．吉林大学表面与界面化学省重点实验室，吉林长春130012)摘要：报道了在NaOH溶液中，以仅-呋喃甲醛为原料，在Ni电极上直接电氧化制备a-呋喃甲酸．研究了Ni电极对d一呋喃甲醛电氧化反应的电催化活性及电流密度、仅一呋喃甲醛浓度、NaOH浓度、温度对选择性和电流效率的影响．发现在仅-呋喃甲醛浓度为30mmoL／L，电流密度为O．8mA／cm2，NaOH浓度为0．25moL／L，反应温度为20℃的条件下，a一呋喃甲酸生成的电流效率为46．4％，选择性为79．9％．关键词：仅．呋喃甲醛：a．呋喃甲酸；电氧化；电合成a一呋喃甲酸又称糠酸，用途十分广泛．主要用于生产增塑剂、热固性树脂．a一呋哺甲酸是合成0【一呋喃甲酸酯类香料必不可少的原料，可作为食品工业的防霉剂、防腐剂，也是一种新抗癌药物的重要中间体u引．’制备d一呋喃甲酸韵方法有cannizzaro自身歧化法，次氯酸盐氧化法，氧化铜、氧化银为催化剂的催化氧化法，高锰酸钾或重铬酸钾氧化法等H]．其中，0【．呋喃甲醛(糠醛)Canni缓∞自身歧化反应生成d一呋喃甲酸和a一呋喃甲醇是常用的方法．其它方法由于选择性低，或收率低，或合成成本过高，或使用有毒的催化剂等问题而未能在工业生产中广泛应用．直接电氧化法在常温常压下进行，仅消耗电能，不需要氧化剂，对环境无污染，是一种对环境友好的绿色合成方法．本文研究了用直接电氧化法合成仅．呋喃甲酸，并对合成条件进行了讨论．1实验1．1仪器与试剂用85llC型恒电位仪(吉林省延吉市永恒电化学仪器厂)；CHI击60B电化学工作站(上海辰华仪器公司；5Dx型红外光谱仪(Nicolet仪器公司)；LclOAvp型高效液相色谱仪(日本岛津公司)．a一呋喃甲醛、d·呋喃甲酸、仅-呋喃甲醇、NaoH、Hcl、冰醋酸、乙酸胺等均为分析纯试剂，甲醇为色谱纯试剂，所有溶液都用二次去离子水配制．收藕日期：2006—12-22；修订日期：2007一lO-29基金项目：国家自然科学基金项目(20573045)、国家“863”计划(2006AA062321)资助作者简介：姜梅(1979一)，女，硕士研究生．通讯作者：林海波(1963～)，男，博士，教授．Tel：043l-85155189；E一Ⅲm：nlb910@jlu．edu．cn万方数据358应用基础与工程科学学报V01．161．2循环伏安测量循环伏安测量用恒电位仪和三电极电化学池进行，1cm×1cmNi为工作电极，Ti为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，文中的电位均相对于饱和甘汞电极．以阳离子交换膜为隔膜，含和不含d·呋喃甲醛的O．25moL／LNaOH溶液为阳极液，0．25moL／LNaOH溶液为阴极液．1．3电解和产物分离电解实验在H型电解槽中进行，国产cM枷1质子交换膜为隔膜，表观面积2．5cm×4cmNi板为阳极，铜为阴极，阳极液为d一呋喃甲醛的NaOH溶液，阴极液为0．25moL／LNaoH溶液，电解以恒电流的方式进行．主要考察氢氧化钠溶液浓度、电流密度、温度及反应物浓度对选择性和电流效率的影响．实验中电解电量为反应物全部转化为0【．呋喃甲酸所需理论电量的30％．为防止0【一呋喃甲醛被空气氧化，实验中不断向阳极室通人N，，同时起到搅拌作用．温度控制误差不超过士1℃．d一呋喃甲酸分离步骤如下：电解后，将多次电解的阳极液减压浓缩，用25％盐酸酸化，致刚果红试纸变蓝，冰水浴冷却，使完全析出，抽滤，用少量水洗涤l-2次，称量后得目的产物生成量。1．4分析及电流效率和选择性计算高效液相色谱分析的条件如下：0．02moL／L将乙酸胺与甲醇以体积比为20：80的混合溶液为流动相，流速为0．8mL／min，柱温30℃，利用紫外检测器在230nm下进行检测，仅一呋喃甲酸和d．呋喃甲醛的保留时间分别为2．410珥in和6．017min[5刮．以仅一呋喃甲醛为反应物，a一呋喃甲酸为目的产物，电流效率和选择性分别按下式计算：电流效率(％)=生盛旦霎蒜蓑毳铲×100％选择性c％，=；；雩差吉}!；i薹{筹{；3{筹jl黜×·oo％图lNi电极在含和不含a．呋喃甲醛的NaOH溶液中的...