3,4-二甲基苯甲醛的应用与研究

2024/9/12 9:51:46 作者:风华

概述

3, 4-二甲基苯甲醛(3, 4-dimethylbenzaldehyde, 简称3,4-DBAL)可视为苯环上1号位上的H原子被醛基取代,3号位和4号位上的H原子被甲基取代而成的。其分子式为C9H10O,分子量为134.1751,性状为无色或淡黄色透明液体,有杏仁味。需要注意的是,3,4-二甲基苯甲醛对眼睛、呼吸系统和皮肤有刺激性,取用时需要注意防护。

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合成方法

以邻二甲苯和CO为原料、粉状无水AlCl3为催化剂、1,2-二氯乙烷为溶剂,利用甲酰基化与羰基化分步反应,在n(AlCl3):n(邻二甲苯)=1.0:1、CO压力1.5 MPa、-5℃以下甲酰基化反应6 h、-5~0℃羰基化反应50 min的较佳工艺条件下,可以得到纯度≥98.0%的3,4-二甲基苯甲醛。该方法具有反应条件温和,催化剂活性高,催化性能专一,产品选择性高,过程"清洁"且易分离等优点[1]。

分析测定

文献报道了一种3,4-二甲基苯甲醛含量及杂质测定方法,属于有机物检测技术领域。该方法本质上采用气相色谱法进行测定,其特征是:取3,4-二甲基苯甲醛供试品进样0.5ul,记录色谱图,按照面积归一化法计算物质含量。该色谱检测方法快速准确,能够对3,4-二甲基苯甲醛及杂质进行定量分析[2]。

应用与研究

3,4-二甲基苯甲醛广泛应用于医药、农药、香料、饮料、食品等精细化学品的合成,尤其是用于合成聚丙烯成核透明剂,是新一代的无毒塑料助剂,广泛用于食品包装材料,发展前景广阔。

以D-山梨醇和3,4-二甲基苯甲醛为原料,乙醇为反应介质,在对甲苯磺酸催化下可以常温合成3,4-二甲基二亚苄基山梨醇。通过正交实验确定最佳的实验条件为:D-山梨醇与3,4-二甲基苯甲醛摩尔比为1:1.75;对甲苯磺酸与3,4-二甲基苯甲醛摩尔比为0.7:1,乙醇为溶剂;反应时间为6h;产率71.0%,熔点270~272°C[3]。

此外,以木糖醇和3,4-二甲基苯甲醛为原料还可合成1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇(DMDBX)。考察了溶剂种类,原料摩尔比,催化剂对甲苯磺酸用量及促进剂甲醇用量对产品收率的影响,优选出较佳工艺条件为:采用环己烷-甲醇作为溶剂,原料3,4-二甲基苯甲醛与木糖醇的摩尔比为2.4:1.0,催化剂用量为原料质量的4.0%。在此工艺条件下,实验所得产品收率大于90%[4]。

将1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇(DMDBX)作为成核剂使用溶液沉淀法制备1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇(DMDBX)质量分数分别为0,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%的聚丙烯(PP)样品,采用红外光谱仪,差示扫描量热仪,X射线衍射仪和偏光显微镜等方法,研究了1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇(DMDBX)对聚丙烯(PP)结晶结构和结晶性能的影响。结果表明,1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇(DMDBX)是聚丙烯(PP)的有效α晶型诱导剂,1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇(DMDBX)的加入能诱导大量球晶生成,导致结晶峰尖锐,结晶温度区间变窄,结晶度提高15%左右,FT-IR,X射线衍射和DSC等分析结果一致。进一步实验确认,在聚丙烯(PP)中添加0.3%~0.5%1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇(DMDBX)时,聚丙烯(PP)的改性效果最好,结晶度达到最大值。采用修正Avrami方程Jeziorny法处理非等温结晶动力学结果表明,添加1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇(DMDBX)的聚丙烯(PP)Avrami指数约为3,说明在聚丙烯的改性过程中,由D-山梨醇和3,4-二甲基苯甲醛为原料制备得到的1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇(DMDBX)起到了异相成核的作用,使得其结晶过程的成核和生长方式发生了改变[5]。

参考文献

[1]吴雨龙,王存文,王为国.甲酰基化羰基化合成3,4-二甲基苯甲醛[J].化学与生物工程, 2008.DOI:CNKI:SUN:HBHG.0.2008-12-012.

[2]曹林,侯凤寿,杨杰.3,4-二甲基苯甲醛含量及杂质测定方法:CN201811065900.9[P].CN109164199A.

[3]尹振晏,李艳云,郭玲.常温合成3,4-二甲基二亚苄基山梨醇[J].化学世界, 2006(03):49-52.DOI:CNKI:SUN:HXSS.0.2006-03-015.

[4]张志秋,李翠勤,王俊,等.1,3-2,4-二(3,4-二甲基)苄叉木糖醇的合成研究[J].石化技术与应用, 2007, 25(2):4.DOI:10.3969/j.issn.1009-0045.2007.02.008.

[5]倪卓,牛柯,习雯影.成核剂1,3-2,4-二(3,4-二甲基)亚苄基木糖醇的合成及其对聚丙烯的改性[J].化工学报, 2009(04):1028-1034.DOI:10.3321/j.issn:0438-1157.2009.04.033.

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