[发明专利]肉桂酸异丁酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种肉桂酸异丁酯的制备方法。

背景技术

肉桂酸异丁酯(苯丙烯酸异丁酯)为无色液体，具有新鲜的果实香味，是一种重要的酯类化合物，常用于食用香料和日化香料。目前肉桂酸异丁酯的合成方法主要为传统的加热合成法，所用催化剂主要为浓硫酸等强酸。该法存在反应时间长、产率低等缺点]。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种肉桂酸异丁酯的制备方法，以克服现有技术存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种肉桂酸异丁酯的制备方法，该方法以碘苯与丙烯酸异丁酯为反应物，其特征在于：还加入碳纳米管负载钯复合材料为催化剂

在发明中，还加入有DMF和NaOAc作为催化剂。

在发明中，反应温度为110℃，反应时间为8小时。

该制备方法用于制备肉桂酸异丁酯具有反应速度快、产率高的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：

图1为Heck偶联反应的原理；

图2为透射电镜图，其中A图为未经混酸处理过的MWCNT的透射电镜图，B图为经混酸处理过的透射电镜图；

图3为透射电镜图，其中A图为MWCNT-Pd的透视电镜图，B图为S-MWCNT-Pd的透射电镜图；

图4为S-MWCNT-Pd的纳米颗粒电子能谱图谱；

图5为S-MWCNT-Pd纳米颗粒的X射线衍射图谱；

图6为S-MWCNT-Pd催化制备肉桂酸异丁酯的原理图。

具体实施方式

一、碳纳米管负载钯复合材料(S-MWCNT-Pd)的制备：

(1)取1.0克多壁碳纳米管(长度为5-15μm，直径为10-20nm)在50毫升硝酸中，在150℃的条件下回流两个小时。停止反应后，将上述均匀黑色体系倒入离心试管中，在1600转/分钟的转速下，每次15分钟，用蒸馏水离心洗涤4次，乙醇离心洗涤3次，然后在80℃的烘箱中烘干12h。

(2)取50毫克PdCl₂溶解在10毫升水中，加入240毫克硝酸处理过的多壁碳纳米管，在N₂气氛下，在超声波中处理30分钟用氨水将pH调节至8～9。在超声中将以上混合物缓慢逐滴加入0.4克NaBH₄的10毫升水溶液中，滴加完毕后，继续超声30分钟。上述产物离心洗涤，蒸馏水洗涤三次，无水乙醇洗涤两次。烘干12h。得获得黑色产物S-MWCNT-Pd。

二、S-MWCNT-Pd作为催化剂在有机偶联反应中的运用实验

0.5mmol碘苯以及1.4当量的丙烯酸异丁酯并以DMF作为溶剂，加入2当量的醋酸钠以及在3mg S-MWCNT-Pd、3mg MWCNT-Pd和无催化剂三种条件下，在110℃反应8个小时。反应结束后采用柱层析的方法分离产物并用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和氢核磁波谱仪(H-NMR)进行表征。

1、实验结果

1)、碳纳米管和复合材料的透射电镜和电子能谱表征

经过强酸处理后的碳管可以除去多壁碳纳米管中含有少量的无形碳黑和其它金属元素，同时引入羧基(-COOH)、羟基(-OH)等基团，增强水溶性和表面活性。未经预处理的碳纳米管与经预处理的碳纳米管进行透射电镜的表征如图2所示。在透射电镜照片中我们可以很清楚地看到经过预处理的碳纳米管的表面积更大，实验证明其水溶性更好，更利于纳米钯的修饰。

为了更好地证明制备的催化剂是碳纳米管负载的钯纳米颗粒，对催化剂采用透射电镜表征。如图3A所示，未使用超声波辅助制得的MWCNT-Pd复合材料上的纳米钯绝大部分以较大的团聚颗粒存在，金属钯的粒径约为20nm而图3B我们可以清楚地看出，通过超声法分散的Pd纳米颗粒已负载在碳纳米管上，尽管有较大的团聚的颗粒存在，但较小的钯的颗粒仍然是占据绝大多数，其中均匀分散的纳米钯颗粒的粒径约为5nm。实验结果说明，超声波震动对产物纳米颗粒的分散性起到决定性作用。

在透射电镜表征的同时，还对产物S-MWCNT-Pd进行了电子能谱表征(见图4)。电子能谱定性地说明了金属Pd的存在。当加入反应体系中加入10mg PdCl₂时，计算复合材料中Pd的质量分数约为5％。