微波辐射一步法合成富马酸二乙酯的研究

背景及概述

富马酸二乙酯，学名反丁烯二酸二乙酯，简称DEF，是一种新型的化学防腐防霉剂。

应用

富马酸二乙酯具有高效、低毒、适用范围广、化学稳定性好、使用不受pH值局限、对微生物具有较强的杀灭和抑制作用并无残留等优点，同时可以克服富马酸二甲酯作为防腐剂时易升华、刺激性大、有效期短等缺点。富马酸二乙酯还广泛用于医药、化妆品、印染、涂料等行业中，具有广阔的发展前景。

制备

近年来，合成富马酸酯类物质主要集中在对富马酸二甲酯的合成上，有关富马酸二乙酯的合成报道很少。目前富马酸二乙酯的合成方法主要是常规的加热回流的手段，仅仅是所用的催化剂不尽相同，有硫脲作异构化催化剂、硫酸氢钠作酯化催化剂合成法，反应时间10h，收率80.4%[1]；固体超强酸作催化剂合成法，反应时间8h，收率86.1%；氯化铝作异构化催化剂、硫酸氢钠作酯化催化剂合成法，反应时间4h，收率90.1%。但都摆脱不了常规合成方法反应时间长的缺陷，且或多或少存在着不尽如意的地方。

用马来酸酐(顺丁烯二酸酐)和乙醇为原料，利用价廉易得的氯化铝作为异构化催化剂，硫酸氢钠作为酯化催化剂组成复合催化剂，采用异构化、酯化在同一容器中进行的“一锅法”，首次利用微波辐射制取富马酸二乙酯，该方法成本低廉、反应时间短、产率较高，取得了较为满意的结果。

图1 富马酸二乙酯合成反应式

实验操作：

在装有回流冷凝管的单颈烧瓶中，加入醇酐物质的量比为3∶1的乙醇和顺丁烯二酸酐的混合液，以及占顺丁烯二酸酐用量4.5%的硫酸氢钠和3.5%的氯化铝，在微波炉内进行一定时间的微波辐射。辐射反应后，反应液冷却至室温，过滤除去催化剂，用10%碳酸钠溶液中和至pH=7，水洗，硫酸镁干燥后过滤，滤液常压蒸出少量乙醇，减压蒸馏收集0.003MPa下100～110℃的馏分，得无色透明的油状液体。

参考文献

[1] 杨新斌, 曾仁权 . 富马酸二乙酯的合成研究 [J]. 四川化工, 2004 , 7 ( 4 ) : 17- 18.