胡海渴,姜萍,杜青林
(1.南京林業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院,江蘇 南京 210037;2.舒城縣林業(yè)局,安徽 六安 231300)
沒食子酸是一種多酚類物質(zhì),可以與—OH發(fā)生酯化反應(yīng),生成沒食子酸酯類,具有抗氧化、清除自由基、抑制多種酶活等作用[1-2],應(yīng)用于油脂或油基食品等多種食品的抗氧化劑,生物柴油和某些材料抗氧化穩(wěn)定劑和抗老化劑,抗腫瘤和心腦血管藥物等方面[3-7],還可以接枝到高分子聚合物中,制備具有高性能的高分子材料[8]。但是,由于空間位阻的影響,且酚羥基易被氧化[9],不易發(fā)生反應(yīng)。而?;臎]食子酸可以使反應(yīng)的活性和產(chǎn)率大大提高,從而可以作為合成高性能材料重要中間體之一。
本研究以沒食子酸和乙酸酐為原料,以對甲基苯磺酸為催化劑,采用新的合成方法和產(chǎn)物處理方式,并且綜合考察了合成反應(yīng)的影響因素,拓寬了三乙酰沒食子酸的合成途徑。
沒食子酸、乙酸酐、對甲基苯磺酸、乙酸乙酯均為分析純。
AUY-120型電子分析天平;DF-Ⅱ集熱式磁力加熱攪拌器;RE-52CS旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。
沒食子酸放在110℃干燥6 h。將沒食子酸、乙酸酐、對甲基苯磺酸按一定的比例依次加入三口燒瓶中,油浴60℃攪拌反應(yīng)1.5 h。加入一定量的水,再加適量的濃鹽酸調(diào)節(jié)pH值為1(用精密試紙檢測),出現(xiàn)沉淀,再加入一定量的乙酸乙酯,萃取3次,乙酸乙酯萃取液加入一定量的硫酸鎂固體,振蕩,靜置,過濾。濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)掉乙酸乙酯,得白色固體。干燥至恒重,得白色粉末,三乙酰沒食子酸熔點為 171~173℃,與文獻[10]上的熔點 170 ~172℃相吻合。
取 0.1 mol沒食子酸,0.05 mol對甲基苯磺酸,反應(yīng)溫度60℃,反應(yīng)時間1.5 h,反應(yīng)物物質(zhì)的量比對得率的影響,見圖1。
圖1 沒食子酸與乙酸酐的摩爾比對產(chǎn)率的影響Fig.1 The effect of molar ratio of gallic acid to acetic anhydride on yield
由圖1可知,增加乙酸酐的用量,產(chǎn)物得率明顯提高,當(dāng)摩爾比大于1∶2后,再增加乙酸酐的量,對產(chǎn)率的影響不大。所以,物質(zhì)的量之比為1∶2時最佳。
取 0.1 mol沒食子酸,0.2 mol乙酸酐,反應(yīng)溫度為60℃,反應(yīng)時間為1.5 h,催化劑用量對產(chǎn)物收率的影響,見圖2。
圖2 催化劑用量對產(chǎn)率的影響Fig.2 The effect of the catalyst amount on yield
由圖2可知,催化劑用量增加,產(chǎn)物收率也隨之提高,當(dāng)催化劑用量達到0.05 mol以后,產(chǎn)品得率提高不明顯。催化劑的最佳用量為0.05 mol。
取 0.1 mol沒食子酸,0.2 mol乙酸酐,0.05 mol對甲基苯磺酸,反應(yīng)溫度為60℃,反應(yīng)時間對產(chǎn)物收率的影響,見圖3。
由圖3可知,隨著反應(yīng)時間的增長,產(chǎn)品的收率隨之增加,但反應(yīng)1.5 h后,再延長反應(yīng)時間,產(chǎn)品收率變化不明顯。所以,較佳的反應(yīng)時間為1.5 h。
圖3 反應(yīng)時間對產(chǎn)率的影響Fig.3 The effect of the reaction time on yield
取 0.1 mol沒食子酸,0.2 mol乙酸酐,0.05 mol對甲基苯磺酸,反應(yīng)時間為1.5 h,反應(yīng)溫度對產(chǎn)物收率的影響,見圖4。
圖4 反應(yīng)溫度對產(chǎn)率的影響Fig.4 The effect of the reaction temperature on yield
由圖4可知,產(chǎn)物收率隨著反應(yīng)溫度的升高而逐漸提高,但溫度達60℃后,產(chǎn)物收率變化不大。所以,較合適溫度為60℃。
以沒食子酸和乙酸酐為原料,以對甲基苯磺酸為催化劑,合成三乙酰沒食子酸的較佳工藝條件為:n(沒食子酸)∶n(乙酸酐)∶n(對甲基苯磺酸)=1∶2∶0.5,反應(yīng)溫度為60 ℃,反應(yīng)時間為1.5 h,此時三乙酰沒食子酸的收率為77.58%。
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