己二酸总结报告 中文名称:己二酸

英文名称:Adipic acid

中文别名:己二酸(电容器级);肥酸

英文别名:Hexanedioic acid; 1,4-Butanedicarboxylic acid~Hexanedioic acid; hexanedioate CAS号:124-04-9

分子式:C6H10O4

分子量:146.1264

SMILES：OC(=O)CCCCC(=O)O[1]

毒性：

草酸有毒。对皮肤、粘膜有刺激及腐蚀作用，极易经表皮、粘膜吸收引起中毒。空气中最高容许浓度为1m g/m3。

用途：

有机合成中间体，主要用于合成纤维(尼龙-66，大约占己二酸总量的70%)其它的(30%) 在制备聚氨酯：PA-46，PA-66，PA-610，合成树脂，合成革，聚酯泡沫塑料，塑料增塑剂，润滑剂，食品添加剂，粘合剂，杀虫剂，染料，香料，医药等领域得以广泛应用。

危害:

草酸在人体内不容易被氧化分解掉，经代谢作用后形成的产物，属于酸性物质，可导致人体内酸碱度失去平衡，吃得过多还会中毒。

而且草酸在人体内如果遇上钙和锌便生成草酸钙和草酸锌，不易吸收而排出体外，影响钙与锌的吸收。

儿童生长发育需要大量的钙和锌。如果体内缺乏钙和锌，不仅可导致骨骼、牙齿发育不良，而且还会影响智力发育。

过量摄入草酸还会造成结石。

实验方法

1.环己烷一步氧化法:

此法优点是工艺流程短，可省去硝酸装置和一套氧化装置；但为防止深度氧化和腐蚀，必须在低温下长时间反应，并且这种条件易引起爆炸，生产能力和产率不高，产品分离亦较复杂

2.以过氧化氢为氧化剂生产己二酸 ：

工艺优点是产率高，对环境无污染；缺点是反应时间长，催化剂回收困难，工艺有待进一步完善。现阶段的研究主要集中在相转化剂和配位体

3.KMO4氧化环已醇制备已二酸：

工艺优点是产率高，对环境无污染，易控制,适合在实验室进行

二、实验原理

己二酸是合成尼龙-66的主要原料之一，它可以用硝酸或高锰酸钾氧化环己醇制得。

三、药品仪器

抽滤装置、100℃温度计、环己醇2.1mL 、高锰酸钾6g、氢氧化钠50mL0.3mol/L 、亚硫酸氢钠、浓盐酸、试纸。

四、实验步骤

1.安装反应装置，在烧杯中加入6g高锰酸钾和50mL0.3mol/L氢氧化钠溶液，搅拌加热至35℃使之溶解，然后停止加热；

2.在继续搅拌下用滴管滴加2.1mL环己醇，控制滴加速度，维持反应温度43～47℃，滴加完毕后若温度下降，可在50℃的水浴中继续加热，直到高锰酸钾溶液颜色褪去。在沸水浴中将混合物加热几分钟使二氧化锰凝聚；

3. 待反应结束后，在一张平整的滤纸上点一小滴混合物以试验反应是否完成，如果观察到试液的紫色存在，可加入固体亚硫酸氢钠来除去过量的高锰酸钾。趁热抽滤，滤渣二氧化锰用少量热水洗涤3次，每次尽量挤压掉滤渣中的水分；

4.滤液用小火加热蒸发使溶液浓缩至原来体积的一半，冷却后再用浓盐酸酸化至pH值为2～4止。冷却析出结晶，抽滤后得粗产品；

5.将粗产物用水进行重结晶提纯。然后在烘箱中烘干。

五、实验注意点

1.环己醇和硝酸切不可用同一量筒量取。

2.偏钒酸铵不可多加，否则产品发黄。

3.本实验为强烈放热反应，所以滴加环己醇的速度不宜过快，以免反应过剧，引起爆炸。一般可在环己醇中加1ml水，一是减少环己醇因粘稠带来的损失，二是避免反应过剧。

4.实验产生的二氧化氮气体有毒，所以装置要求严密不漏气，并要作好尾气吸收。

【操作要点及注意事项】

1.KMnO4要研细,以利于KMnO4充分反应。

2. 滴加：本实验为强烈放热反应，所以滴加环己醇的速度不宜过快（1-2滴/秒），否则，

因反应强烈放热，使温度急剧升高而引起爆炸。

3.严格控制反应温度,稳定在43～47℃之间。

4.反应终点的判断：

(1)反应温度降至43℃以下。

(2)用玻璃棒蘸一滴混合物点在平铺的滤纸上,

若无紫色存在表明已没有KMnO4。

5.用热水洗涤MnO2滤饼时,每次加水量约5～10 ml，不可太多。

6.用浓盐酸酸化时，要慢慢滴加，酸化至pH＝1～3。

7.浓缩蒸发时,加热不要过猛,以防液体外溅。浓缩至10 ml左右后停止加热，让其自然冷却、结晶。

8. 环己醇常温下为粘稠液体，可加入适量水搅拌，便于用滴管滴加；

9. 此反应是放热反应，反应开始后会使混合物超过45℃，假如在室温下反应开始5min后，混合物温度还不能上升至45℃，则可小心温热至40℃，使反应开始；

10. 要不断振摇或搅拌，否则极易爆沸冲出容器；

11. 最好是将滤饼移于烧杯中，经搅拌后再抽滤；

12. 为了提高收得率，最好用冰水冷却溶以降低己二酸在水中的溶解度。 工业制取己二酸

苯完全氢化KA油硝酸氧化法

1 、苯加氢制环己烷

苯加氢制环己烷可分为IFP法和富士制铁法。IFP法指采用悬浮状镍催化剂（NiPS2）在180—200℃、2.7MPa条件下悬浮液相加氢生成环己烷。富士铁法是指苯分别在高温（200—250℃）和低温（160℃）条件下两步催化加氢合成环己烷。

2 、环己烷空气氧化制KA油

环己烷空气氧化根据催化剂的不同，可分为三种不同的方法。

（1）钴盐催化氧化法

钴盐法是40年代杜邦公司开发的最古老的方法。环己烷在钴催化剂、160℃和1MPa条件下经未稀释的空气氧化得含KA油的混合物，混合物经精馏分离得KA油，未反应的环己烷循环使用。该法的优点是技术成熟，操作简单。缺点是精馏塔板上存在结渣现象，更为严重的是装置极有可能发生爆炸。

（2）硼酸催化氧化法

该法是60年代开发的。环己烷在硼酸催化剂、155—175℃和0.8—1MPa的条件下经空气氧化得含KA油的混合物。该法的优点是收率高。由于工艺路线较复杂，生产连续性差，因此经济效果并不理想。美国的孟山都、英国的帝日化学日本的旭化成公司曾一度改用硼酸法由于存在上述缺点，未能取得优势。

（3）无催化氧化法

该法是70年代法国罗纳普朗克公司开发的。在165—195℃、1.6—2MPa和条件下用含氧质量分数为11%—15%的空气在没有催化剂的情况下氧化环己烷形成的环己基过氧化氢，在70—260℃、30MPa和铬酸叔丁酯催化剂存在下分解生成KA油。采用该法基本具有钴盐催化法和硼酸催化法两者的优点，在一定程度上弥补了钴盐法和硼酸法的缺点。

3 、KA油氧化制己二酸

KA油氧化制己二酸有空气氧化法和硝酸氧化法。以醇、酮为原料，铜、钒为催化剂，用硝酸作氧化剂，在常温常压下将环己醇和环己酮混合物氧化为己二酸。

己二酸经结晶分离后得到工业级己二酸，再经活性炭脱色，结晶、

干燥后得精己二酸。

产率计算

理论产量

n=m/M=（0.44*0.9624）/100.16=0.004235mol

m=n*M=0.004235*146.14=0.618g（己二酸）

实际产量：1.00g

产率：1.00÷0.618×100%=1.618%

第二篇：己二酸的绿色合成实验报告

己二酸的绿色合成实验报告

一、实验目的

   1、通过己二酸的制备，了解传统合成方法的劣势和绿色合成方法的优势；

   2、熟悉催化剂无需回收条件下的循环使用。

二、实验原理

   己二酸(adipic acid)俗称肥酸，分子式为C₆H₁₀O₄。对于己二酸的生产工艺目前全世界用的最广泛的是采用以环己乙醇或环己酮为原料的硝酸氧化工艺路线（图1）。在此生产路线中，使用强氧化性的硝酸，严重腐蚀设备，而且生产过程中产生的N2O气体被认为是引起全球变暖和臭氧减少的原因之一，给环境造成极大的污染。日本科学Ryoji Noyon 于1998年Science上发表了一篇有关己二酸的绿色合成方法，提出了用水作溶剂，H2O2作氧化剂，钨酸钠（Na2WO4）作催化剂，在硫酸氢钾（KHSO4）的参与下，甲基三辛氯化铵（aliquat 336)作相转移催化剂的绿色制备路线。这个路线不用强酸，不产生N2O有害气体，用水作溶剂不产生废液，并且催化剂不用回收可以直接循环使用。此后，又有研究人员发现，无需相转移催化剂，采用水作溶剂，H2O2作催化剂，利用钨酸钠--草酸原位合成的配位催化剂亦可合成己二酸（图2）。

 

                        

图1 传统合成方法制备己二酸

图2 两种不同的绿色合成方法制备己二酸

三、仪器和试剂

1、仪器    磁力加热搅拌器，冷凝管，圆底烧瓶，烧杯，干燥管，表面皿，碱式滴定管，熔点测定仪，三颈烧瓶，真空泵，分析天枰。

2、试剂    钨酸钠（AR），环己醇（AR），环己烯（AR），浓硝酸（AR），硫酸氢钾（AR），甲基三辛基氯化铵（AR），过氧化氢（AR），草酸（AR）。

四、实验步骤

   

 1、传统制备方法

将2ml浓硝酸加入到10mL圆底烧瓶中，放入搅拌磁子，装上冷凝管，装置图如下（见图3）。在通风橱里（为有N2O气体放出）加热到80^oC。接着将1mL环己醇通过滴管从冷凝管上方缓慢滴加到圆底烧瓶中，在滴加的过程中，尽量避免环己醇与冷凝管内壁的接触，滴加速度控制在1滴/min左右，滴加过程持续30~40min 。滴加完后，保持80^oC继续反应2h，然后冷却至室温，冰水浴中冷却，晶体析出。用布氏漏斗抽滤，用少量冰水洗涤，再用少量乙醇洗涤，尽量抽干晶体。收集药品在干燥箱中进行干燥15min，称量计算产率，取少量产品测定熔点。

   

图3 传统制备方法装置图

 2、绿色制备方法——钨酸钠-草酸做催化剂

在100mL三颈烧瓶中加入1.50g钨酸钠，0.57g草酸，34.0mL30%的H2O2和磁子。室温下搅拌15~20min后，加入6.00g环己烯。搭好回流装置（见图4），继续快速剧烈搅拌并加热至回流。反应过程中回流温度将慢慢升高，回流1.5h后，将热的反应液倒入100mL烧杯中，冷水冷却至近室温后，再在冰水浴中冷却20min。用布氏漏斗抽滤，5mL冰水洗涤后，再用5mL乙醇洗涤，尽量抽干晶体，将产品干燥至衡中后，称量，记录己二酸的质量，计算产率，取少量产品测定熔点。

图4 绿色制备方法装置图

 3、己二酸含量的测定

用酸碱滴定法测定己二酸的含量。分别准确称取两次实验产品0.1g（准确至0.0001g）于250ml锥形瓶中，加入50mL热的蒸馏水，搅拌溶解样品。加入1滴酚酞指示剂，用0.1mol/L-1的氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，30s内不退色即为终点。各滴定2份。计算样品中己二酸的百分含量。

五、结果与讨论

由上表可知，传统方法制备产品的产率要比绿色方法高，但污染较大;而在纯度上，绿色制备方法略占优势，可谓各有优劣。

六、实验思考

    本实验在绿色制备中，由于加入原料过早，导致反应提前进行，最终导致产率较低，且熔程较长。