環(huán)境友好抗氧化劑3114BT的合成摘要：1937年，隨著抗氧劑BHT作為第一個(gè)具有受阻酚結(jié)構(gòu)的抗氧劑的問世，受阻酚類抗氧劑慢慢走近了人們視野，稱為抗氧劑的新寵。受阻酚類抗氧劑作為主要的抗氧化劑之一，其具有良好的抗氧化性、不易分解、無污染、不染色等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于橡膠、聚烯烴塑料和纖維等高分子材料中。隨著高分子產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于抗氧化劑的要求也不斷提高，因此，合成一種新型、抗氧化效率高，生產(chǎn)方便、成本低的新型受阻酚抗氧化劑成為一種趨勢(shì)。本文以2-甲基-6-叔丁基苯酚，三聚氰酸和甲醛為原料，有機(jī)胺和堿為催化劑，對(duì)合成1,3,5-三（3-叔丁基-4-羥基-5-甲基芐基）-1,3,5-三嗪-2,4,6-（1H，3H，5H）-三酮的反應(yīng)條件進(jìn)行了研究，通過正交實(shí)驗(yàn)確定了最佳工藝條件。經(jīng)產(chǎn)品的紅外光譜分析、氫核磁共振圖及熔點(diǎn)測(cè)定確定該產(chǎn)品為目標(biāo)產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：抗氧化劑受阻酚3114BTAbstract:in1937,withtheadventofantioxidantBHTasthefirstantioxidantwithhinderedphenolstructure,hinderedphenolantioxidantscameclosertopeople'svision,knownasthenewfavoriteofantioxidants.Asoneofthemainantioxidants,hinderedphenolantioxidantsarewidelyusedinrubber,polyolefinplastics,fibersandotherpolymermaterialsbecauseoftheirgoodantioxidantproperties,nondecomposition,nonpollutionandnondyeing.Withthecontinuousdevelopmentofpolymerindustry,therequirementsforantioxidantsarealsoincreasing.Therefore,itisatrendtosynthesizeanewtypeofhinderedphenolantioxidantwithhighantioxidantefficiency,convenientproductionandlowcost.Inthispaper,1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3h,5H)-trionewassynthesizedfrom2-methyl-6-tert-butylphenol,cyanuricacidandformaldehydewithorganicaminesandbasesascatalysts.Thetargetproductwasdeterminedbyinfraredspectrumanalysis,1HNMRandmeltingpointmeasurement.Keywords:antioxidanthinderedphenol3114BT文獻(xiàn)綜述于大多數(shù)生命體而言，呼吸每時(shí)每刻都在發(fā)生，無論是植物、動(dòng)物還是微生物，在呼吸的過程中，往往都離不開氧；調(diào)查研究表明，工業(yè)上生產(chǎn)的純氧，將近三分之二用于制造化學(xué)品，而這些化學(xué)品廣泛應(yīng)用在航天，軍事及人類的日常生活中，這些無不表示氧對(duì)于人類的重要性；但氧也有不好的一面，比如長期暴露在空氣中的食物，因?yàn)檠鯕獾脑?，?huì)慢慢地腐敗、變質(zhì)，人如果吃了，還會(huì)中毒；工業(yè)生產(chǎn)用到的生產(chǎn)機(jī)器也在氧氣的作用下慢慢氧化，從而造成生產(chǎn)事故，危害人類生命安全，那么該如何去解決氧氣帶來的這些難題呢，而本文主要討論的就是生活中有效對(duì)抗氧化作用的一類物質(zhì)—抗氧化劑?？寡趸瘎┑臍v史因?yàn)榘鍓K運(yùn)動(dòng)的緣故，一些海洋生物來到了陸地后，為了適應(yīng)陸地的生活，避免大量的氧氣對(duì)自身的組織結(jié)構(gòu)造成損傷，開始產(chǎn)生不同于海洋生物的一些物質(zhì)，如維生素C，多酚等一類天然的抗氧化物。這就是后來的天然抗氧化劑?！翱寡鮿币辉~始于1898年,1922年提出“自動(dòng)氧化”的概念,人們最早是通過日常生活和食品,發(fā)現(xiàn)了氧的作用以及生物的老化現(xiàn)象,到了20世紀(jì)20年代末期,隨著汽輪機(jī)油的發(fā)展,經(jīng)由石油提煉的油品成分復(fù)雜，里面存在多種不飽和烴，而這些物質(zhì)易發(fā)生氧化反應(yīng)從而變質(zhì)，分解、聚合后產(chǎn)生了焦炭、膠質(zhì)等會(huì)使油衰變的新物質(zhì)，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。德國拜耳公司發(fā)明的2,6-二叔丁基對(duì)甲酚的成功問世則成功解決了這個(gè)問題，使油品的使用壽命大大提高了；30年代，汽車工業(yè)迅速發(fā)展，為解決油品的氧化造成內(nèi)燃機(jī)的材質(zhì)腐蝕Exxon公司成功研制出了PPD；40年代初期，二烷基二硫代磷酸鋅鹽（ZDDP）抗氧化劑出現(xiàn)了；而后隨著全世界高分子行業(yè)的迅速發(fā)展，抗氧化劑行業(yè)也因此得到了發(fā)展，現(xiàn)如今，抗氧化劑在很多方面都扮演著很重要的角色。選擇抗氧化劑的原則高分子產(chǎn)品加工中，抗氧化劑的選擇則需根據(jù)其產(chǎn)品的種類、加工設(shè)備和工藝條件來進(jìn)行添加，但一般遵循以下原則：相容性好，不析出，選用的固體氧化劑，其熔點(diǎn)或熔程上限，應(yīng)不低于產(chǎn)品的加工溫度；遷移性—在有多種選擇時(shí)，應(yīng)選擇分子量較大，熔點(diǎn)較高的一類產(chǎn)品；穩(wěn)定性要高，揮發(fā)損失少、不易分解，對(duì)于一些薄膜和透明制品，則還需考慮其是否顯色或變色；不與其他添加劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；易于加工；除此之外，還要考慮環(huán)境友好性，無毒無害。石油在經(jīng)過一系列加工后的產(chǎn)品，稱為油品。油品中添加抗氧劑后可有效減緩其因自身成分發(fā)生的氧化反應(yīng)，從而有效地保護(hù)機(jī)械設(shè)備。對(duì)于燃料油而言，其選用的抗氧劑主要為酚型和胺型等具有良好的抗氧化性和熱穩(wěn)定性；在潤滑油中，選用的抗氧化劑應(yīng)該具有穩(wěn)定性好、無毒、高效等特點(diǎn)；對(duì)于食品抗氧劑而言，其應(yīng)具有無毒害、熱穩(wěn)定性好，不易分解，低濃度效率高、無味?？寡趸瘎┑淖饔脵C(jī)理自由基反應(yīng)機(jī)理（自動(dòng)氧化機(jī)理）[1][2]于高分子材料而言，各種分子間力是維持其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，而這些分子間力之間存在很多弱鍵，在溫度、紫外光等外界環(huán)境的影響下，這些弱鍵斷裂后生成自由基，自由基與氧氣結(jié)合后生成了過氧化物和過氧自由基，自由基相互聚合產(chǎn)生不活潑物質(zhì)，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其本身的性能發(fā)生改變。機(jī)理如下鏈引發(fā)鏈增長鏈終止除此之外，一些高分子材料，如PE等會(huì)吸收一定波長的紫外光從而導(dǎo)致高分子鏈發(fā)生斷裂或處于激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生的自由基或處于激發(fā)態(tài)的分子鏈與氧氣結(jié)合產(chǎn)生氫過氧化物和羰基，斷鍵、吸氧多次反復(fù)發(fā)生后，開始發(fā)生自動(dòng)氧化反應(yīng)，這就是光氧化機(jī)理。抗氧化劑的作用機(jī)理[3][4]主抗氧劑：該類抗氧劑又稱為自由基俘獲劑或鏈終止劑，其作用是捕獲與氧氣結(jié)合的自由基，使其不再結(jié)合而終止鏈反應(yīng)。游離的自由基與抗氧劑AH中的H結(jié)合后生成穩(wěn)定的自由基A·，自由基A·也可與另一游離的自由基結(jié)合形成穩(wěn)定的非自由基型產(chǎn)物，從而阻斷其繼續(xù)增長該類抗氧化劑一般包括酚類抗氧劑和芳胺類抗氧劑，芳胺類抗氧劑是歷史最悠久，效果最好的一類抗氧劑，但其存在毒性和顏色污染等問題使其在塑料行業(yè)中應(yīng)用較少。酚類抗氧劑一般指的是受阻酚類（酚羥基鄰位上的氫被叔丁基等位阻較大的基團(tuán)取代）。其抗氧化機(jī)理為如下：對(duì)于受阻酚類抗氧劑，由于其生成的酚氧自由基與苯環(huán)是共軛體系，使其電子云密度降低，從而使酚氧自由基可以穩(wěn)定存在。酚類抗氧劑性能的影響因素酚類抗氧劑的結(jié)構(gòu)通式如下,R1、R2、R3可以相同也可以不相同(1)分子結(jié)構(gòu)[5][6][7]鄰位取代基研究表明,由于空間位阻效應(yīng)，當(dāng)R1、R2擁有較大的體積而導(dǎo)致羥基與苯環(huán)不能位于同一平面，因而不易與苯環(huán)產(chǎn)生共軛效應(yīng)的酚羥基不穩(wěn)定而易失去氫原子。但當(dāng)R1、R2體積過大而導(dǎo)致位阻過大，從而使自由基不易接近酚羥基，從而使抗氧化性降低，因而R1、R2需要維持一個(gè)穩(wěn)定的體積，才能使抗氧活性達(dá)到最優(yōu)。Ohkatsu[8]等人通過研究表明，當(dāng)鄰位取代基為t-Bu時(shí)，抗氧效率最高。對(duì)位取代基當(dāng)對(duì)位取代基為給電子基團(tuán)時(shí)，抗氧劑的抗氧能力得到提高，而為吸電子基團(tuán)時(shí)，則會(huì)降低其抗氧活性。除此之外，對(duì)位取代基具有誘導(dǎo)效應(yīng)，會(huì)加快酚羥基上氫原子的脫離，從而提高抗氧力。相容性R1、R2、R3為烷基或與聚合物有相似結(jié)構(gòu)時(shí)，能改進(jìn)其相容性，從而提高抗氧劑的效率。(2)分子量烷基取代基的大小決定了酚類抗氧劑的大小，鄰位取代基的分子量大小直接影響了其位阻效應(yīng)。除此之外，分子量的大小還會(huì)影響抗氧劑的揮發(fā)性和遷移性，當(dāng)分子量增大時(shí)，遷移性和揮發(fā)性會(huì)減小，從而使其耐熱性提高[9]。除以上外，使用抗氧化劑的環(huán)境也會(huì)對(duì)其造成影響。姚婷[10]等研究發(fā)現(xiàn)，一些金屬離子會(huì)和抗氧化劑結(jié)合，從而影響抗氧化劑的效率。當(dāng)溫度過高時(shí)，分子量較小的抗氧化劑在溫度的作用下，會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫瑥亩涌焓褂卯a(chǎn)品的氧化速度。輔抗氧劑該類抗氧劑的作用是通過分解氧化過程中的氫過氧化物，從而抑制氧化。亞磷酸酯類抗氧劑、含硫類抗氧劑均為過氧化物分解劑，作用機(jī)理如下[11]亞磷酸酯類抗氧劑抗氧劑機(jī)理硫代酯類抗氧劑抗氧機(jī)理碳自由基捕捉劑經(jīng)典的自氧化理論認(rèn)為:引起氧化的主要原因是：以過氧自由基為中心，高分子通過鏈引發(fā)、鏈聚合等一系列鏈反應(yīng)而是高分子發(fā)生降解，其中聚合物斷鍵雖然形成了碳自由基，但因其存活時(shí)間短,故可忽略。然而在缺氧的條件下，只有極少部分的碳自由基能與氧氣結(jié)合，在缺氧的條件下，就要對(duì)碳自由基進(jìn)行捕獲，因此，就有了新型的鏈終止捕獲劑。碳自由基捕獲劑的作用有兩點(diǎn)：一是抑制在無氧或缺氧條件下，碳自由基引起的純熱老化現(xiàn)象，另一方面是減少生成的過氧自由基的數(shù)量，減輕主抗氧劑和輔抗氧劑的負(fù)擔(dān)，因此常與主、輔抗氧劑配合使用。具有此類性能的有苯并呋喃酮類、羥胺類、雙酚單丙烯酸類抗氧劑、亞硝基化合物、炭黑等。羥胺捕獲自由基的機(jī)理如下[12]：降低金屬離子的活性一些金屬離子如Ni、Co、Ti等能通過單電子氧化、還原方式加速過氧自由基的分解速度，從而加快了材料的自氧化速度，因此，降低此類金屬離子的活性也是抑制氧化的一種途徑。比如，肟的有機(jī)物就常作為銅離子的絡(luò)合物，從而有效地緩解材料的熱氧化過程[13]?？寡趸瘎┑姆诸惏捶肿咏Y(jié)構(gòu)，抗氧劑可分為以下幾類胺類抗氧劑[14][15]此類抗氧劑主要應(yīng)用在橡膠、塑料工業(yè)中，可分為芳胺類和位阻胺類。芳胺類抗氧劑是最先發(fā)展，抗氧活性最好的一類，但因其顏色深、易變色、毒性大，故在塑料工業(yè)中限制于對(duì)顏色要求不大的產(chǎn)品中。但因其能很好地控制油品粘度，故廣泛應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)油中，在國內(nèi)，應(yīng)用最廣泛的為烷基二苯胺及含二苯胺衍生物類抗氧劑，此類抗氧化劑有很好的相容性、配伍性好、游離胺含量小，用量小，但效率高。除此之外，一些芳胺類抗氧劑若配合使用，其在進(jìn)行了氧化耦合后，可得到抗高溫性更為突出的一類抗氧劑。受阻胺類抗氧劑具有猝滅單線態(tài)氧的功能，是一類很好的烷基自由基捕捉劑，相較于傳統(tǒng)的吸收型光穩(wěn)定劑，它具有更好的光穩(wěn)定效果，且對(duì)厚、薄膜制品有很好地防護(hù)作用，廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料工業(yè)中，在我國應(yīng)用最為廣泛的是農(nóng)業(yè)薄膜行業(yè)。如GW一120光穩(wěn)定劑。酚類抗氧劑此類抗氧劑一般具有受阻酚結(jié)構(gòu)，按用途可分為塑料抗氧劑、食品抗氧劑、油品抗氧劑等。按結(jié)構(gòu)則可分為以下幾類烷基單酚類此類抗氧劑只含有一個(gè)受阻酚單元，不易變色、無污染，但其具有其相對(duì)分子質(zhì)量較小，易揮發(fā)，抗氧化能力弱等缺點(diǎn)，因此只能用于使用條件較不苛刻的場(chǎng)合[16]。其應(yīng)用最為廣泛的單酚類抗氧劑為BHT，BHT于1937年投入生產(chǎn)后，至今已有80多年的歷史，因其歷史悠久，加工工藝相對(duì)于其他酚類抗氧劑較為成熟，且成本低，性價(jià)比高，廣泛應(yīng)用在橡膠、塑料、化妝品、飼料加工、醫(yī)藥等多種行業(yè)。除此之外，在規(guī)定的用量范圍內(nèi)，它還可用作食品添加劑。但由于其在高溫下極不穩(wěn)定，易揮發(fā)，進(jìn)入空氣中，會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，還會(huì)影響人類身體健康[17]雙酚類此類是指用亞烷基或者硫鍵直接連接兩個(gè)受阻酚單元的酚類抗氧劑。相較于單酚類抗氧化劑，其具有較大的相對(duì)分子質(zhì)量，不易揮發(fā)。其中以亞烷基相連的雙酚抗氧劑，最具有代表性的為AO-80，結(jié)構(gòu)式如下：從結(jié)構(gòu)式可以看出，它不同于以2，6-異丁基苯酚為母體的傳統(tǒng)完全受阻酚，其間位有一個(gè)基團(tuán)為甲基，另一基團(tuán)為異丁基的結(jié)構(gòu)稱為半受阻酚結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)弱化了酚羥基的空間位阻，使抗氧化活性得到提高，除此之外，半受阻酚結(jié)構(gòu)和螺二醇結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合，使其具有良好的抗熱穩(wěn)定性。AO-80廣泛應(yīng)用于聚烯烴、HIPS、尼龍、聚氨酯等產(chǎn)品加工中。硫代受阻酚類抗氧劑的主要產(chǎn)品有抗氧劑300、736、2246-S、甲叉4426-S等，其廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、電纜線、石油制品、乳膠、樹脂中。烷基多酚類此類結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上受阻酚單元，因其具有多個(gè)功能性基團(tuán)，且相對(duì)分子質(zhì)量高，故揮發(fā)性小，損失小，抗氧活性高。但其于聚合物的相容性和分散性相對(duì)于其他抗氧劑而言較差，故使用范圍也受到了一些局限性。其中最有代表性的為A0-60,其結(jié)構(gòu)式如下：硫代酯類抗氧劑和亞磷酸酯類[18]這兩類抗氧劑都是最常用的輔助型抗氧劑，硫代酯類抗氧劑的結(jié)構(gòu)通式為R-OOCCH2CH2SCH2CH2COO-R,該類抗氧劑作為一類輔助抗氧劑，常與主抗氧劑配合使用。主要產(chǎn)品有抗氧劑412S（硫代二丙酸二月桂酯），412S是硫代酯類中最有效的抗氧劑，它可以降低酚類主抗氧劑的用量，還可以保護(hù)產(chǎn)品顏色，揮發(fā)性低，無異味，耐高溫，抗老化性長久，廣泛應(yīng)用于PP、PE等工程塑料中。亞磷酸酯類主要包括烷基亞磷酸酯和芳基亞磷酸酯兩類，芳基亞磷酸酯有著較大的相對(duì)分子質(zhì)量，水解損失相對(duì)較小，穩(wěn)定性高，相對(duì)于烷基類，具有更好的穩(wěn)定效果。復(fù)配抗氧化劑復(fù)合抗氧劑由主、輔兩種或兩種以上抗氧劑復(fù)配而成，一般主抗氧劑為受阻酚，輔抗氧劑為亞磷酸酯、硫代酯，其生產(chǎn)時(shí)間短、抗氧活性高、成本低等特點(diǎn)。天然抗氧化劑天然抗氧化劑是指與可氧化底物相比，其濃度較低時(shí)能夠延遲或抑制底物氧化的任何物質(zhì)[19]。天然抗氧化劑主要包括維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素、各種類黃酮和其他酚類化合物。一些天然的抗氧化劑可以防止自由基的形成和活性氧（ROS）的傳播，而其他一些抗氧化劑則可以清除自由基和螯合過渡金屬。這些天然物質(zhì)的抗氧化潛力取決于其在骨架上的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)。例如，類黃酮骨架上的游離羥基（-OH）的數(shù)量和位置決定了其清除自由基的能力。多個(gè)-OH基團(tuán)和鄰-3，4-二羥基結(jié)構(gòu)的存在提高天然酚類的抗氧化能力。因消費(fèi)者對(duì)于食品中的天然成分越來越重視，天然來源的抗氧化劑已在食品工業(yè)中引起了廣泛關(guān)注。除此之外，天然抗氧化劑對(duì)于一些疾病的治療也起到很大的作用。如Andriy[20]等就發(fā)現(xiàn)，從蘋果、藍(lán)莓等水果中提取出來的酚類化合物能有效治療肥胖癥。抗氧化劑的市場(chǎng)[19][20][21]隨著高分子行業(yè)的迅速發(fā)展，也帶動(dòng)了抗氧化劑行業(yè)的發(fā)展，其主要的發(fā)展趨勢(shì)是：抗氧效率高，易于生產(chǎn)、成本低、價(jià)格便宜；分子量大，不易揮發(fā)，穩(wěn)定性高；與聚合物有著很好的相容性，持久性長；于人體、環(huán)境無毒害。除此之外，抗氧化劑的配合使用也是一種新的發(fā)展趨勢(shì)。2014年，全球抗氧化劑市場(chǎng)價(jià)值為22.438億美元，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到31.115億美元，而在2014年至2020年之間的復(fù)合年增長率為5.6％。就數(shù)量而言，抗氧化劑市場(chǎng)的價(jià)值為7.55萬美元。2014年的噸數(shù)，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到10.33萬??噸，而復(fù)合年增長率為5.3％。市場(chǎng)主要受到全球肉類消費(fèi)量增加，對(duì)抗衰老產(chǎn)品需求增加，政府嚴(yán)格的監(jiān)管結(jié)構(gòu)以及食品保質(zhì)期延長的推動(dòng)。目前，抗衰老產(chǎn)品需求的增長也刺激了全球抗氧化劑市場(chǎng)的增長。全球抗氧化劑市場(chǎng)可以在天然抗氧化劑和合成抗氧化劑的基礎(chǔ)上細(xì)分。天然抗氧化劑市場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)分為迷迭香提取物，維生素A（包括類胡蘿卜素），維生素C（包括抗壞血酸）和維生素E（包括生育酚和生育三烯酚）。合成抗氧化劑領(lǐng)域包括丁基化羥基苯甲醚（BHA），丁基化羥基甲苯（BHT）和其他產(chǎn)品（包括叔丁基對(duì)苯二酚（TBHQ），沒食子酸丙酯）。與天然抗氧化劑市場(chǎng)相比，合成抗氧化劑市場(chǎng)份額相對(duì)較大，并且在預(yù)測(cè)期內(nèi)仍可能保持主導(dǎo)地位。本文研究的背景、意義及內(nèi)容酚類抗氧劑作為主抗氧劑，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域，隨著綠色化學(xué)概念的提出，我國應(yīng)用最為廣泛的BHT已經(jīng)不能滿足現(xiàn)如今的生產(chǎn)理念，故需生產(chǎn)出抗氧活性更高，于環(huán)境無毒無害的環(huán)境友好型抗氧劑。抗氧劑3114BT具有的三官能團(tuán)受阻酚結(jié)構(gòu)使其具有較高的分子量和熔點(diǎn)，故揮發(fā)性小，遷移性低，耐水抽出量好。除此之外，其具有的半受阻酚結(jié)構(gòu)使其酚羥基的位阻于3114較小，有著更好的抗氧化力。本研究的目的是獲得一種在常壓下由一步合成反應(yīng)高產(chǎn)率的生產(chǎn)1,3,5-三（3-叔丁基-4-羥基-5-甲基芐基）-1,3,5-三嗪-2,4,6-（1H，3H，5H）-三酮的方法，從而降低反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時(shí)間，從而降低了生產(chǎn)成本，更加有利于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)部分1,3,5-三（3-叔丁基-4-羥基-5-甲基芐基）-1,3,5-三嗪-2,4,6-（1H，3H，5H）-三酮的反應(yīng)方程式：實(shí)驗(yàn)機(jī)理實(shí)驗(yàn)原料名稱純度生產(chǎn)廠家甲醇分析純天津大昌化學(xué)試劑廠乙醇分析純北京化工廠甲醛分析純北京化工廠氰尿酸工業(yè)級(jí)天津化學(xué)試劑廠2-甲基-6-叔丁基苯酚工業(yè)級(jí)吉林化學(xué)試劑廠二甲胺分析純廣東汕頭化工廠六次甲基四胺分析純天津精細(xì)化工研究所實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱集熱式恒溫加熱磁力攪拌器100ml圓底燒瓶1個(gè)托盤天平1臺(tái)冷凝管1個(gè)電子天平100ml量筒1只X-4數(shù)顯熔點(diǎn)測(cè)定儀抽濾瓶1個(gè)紅外光譜儀布氏漏斗1個(gè)核磁共振儀表面皿1個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟1.將三聚氰酸、甲醛、2-甲基-6-叔丁基苯酚以摩爾比1：3.48：3.091；質(zhì)量比4.3g：9.5g：16.8g放入100ml的圓底燒瓶中，再加入40ml的DMF、7ml的水以及0.2g六次甲基四胺以及0.2g六氫吡啶催化劑。2.將圓底燒瓶放入磁力攪拌器中，裝好回流裝置和保護(hù)氣裝置，在開始的30分鐘內(nèi)升溫至100℃，然后在105~110℃的溫度條件下回流5h。3.等反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，靜置，抽濾分離出固體析出物，用甲醇泡洗若干次至白色，再用少量水沖洗。4.把產(chǎn)品放在干燥箱里烘干。5.測(cè)量熔點(diǎn)及熔程。6.對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行紅外和核磁共振檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:抽濾干后得濕產(chǎn)品23.02g。經(jīng)烘干后得干產(chǎn)品19.02g.用熔點(diǎn)儀測(cè)量其熔點(diǎn)、熔程。起熔溫度151℃，終熔溫度153℃。熔程151～153℃。結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)分析和結(jié)論要進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的精確實(shí)驗(yàn)方案就必須得先獲得實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、物料配料比例。投料比對(duì)產(chǎn)率的影響在沒有任何其他化學(xué)反應(yīng)的情況下，三聚氰酸、甲醛、2-甲基-6-叔丁基苯酚完全參加反應(yīng)并生成產(chǎn)物，投料比應(yīng)為1：3：3，而事實(shí)上這種投料比例得不到最佳產(chǎn)物和最高產(chǎn)率。根據(jù)以下數(shù)據(jù)作圖可得：原料投料比例和相應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率三聚氰酸(mol)0.03380.03480.03780.03880.0408多聚甲醛(mol)0.1130.1130.1130.1130.1132-甲基-6-叔丁基苯酚（mol）0.1000.1000.1000.1000.100產(chǎn)率（%）81.286.783.280.674.5通過以上圖形可以看出當(dāng)三聚氰酸的物質(zhì)的量為0.0348mol時(shí)，所獲得的產(chǎn)物的產(chǎn)率是最高的，達(dá)到86.7%。因?yàn)榧兹?huì)揮發(fā)少量，而2-甲基-6-叔丁基苯酚可能被微量氧化，所以甲醛和2-甲基-6-叔丁基苯酚要稍微過量；再者，如果甲醛和2-甲基-6-叔丁基苯酚低于摩爾比投料，在三聚氰酸環(huán)上就會(huì)存在只上一個(gè)2-甲基-6-叔丁基苯酚或兩個(gè)2-甲基-6-叔丁基苯酚，產(chǎn)品質(zhì)量下降。溫度對(duì)產(chǎn)率的影響按照最佳投料比即：三聚氰酸：甲醛：2-甲基-6-叔丁基苯酚的比為1:3.48:3.091；物質(zhì)的量的比0.0348mol:0.101mol:0.100mol。不同的反應(yīng)溫度下所得到的產(chǎn)率：反應(yīng)溫度(℃)90100105110115120產(chǎn)物產(chǎn)率(%)67.579.486.783.279.877.5根據(jù)此數(shù)據(jù)我們可以看出產(chǎn)品收率先隨著反應(yīng)溫度的升高而增加，當(dāng)反應(yīng)溫度為105℃左右時(shí)，產(chǎn)率最高，此后，隨著反應(yīng)溫度繼續(xù)，產(chǎn)率反而下降。在反應(yīng)的初期，系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡，動(dòng)力學(xué)影響是主要矛盾，所以隨反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，產(chǎn)品收率升高；溫度較低時(shí)，反應(yīng)達(dá)不到平衡，這種作用更為重要。高溫下，反應(yīng)速度快，在給定的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)已接近平衡，這時(shí)熱力學(xué)起主導(dǎo)作用，產(chǎn)率接近于平衡值。升高溫度會(huì)使平衡常數(shù)減小，平衡轉(zhuǎn)化率降低，收率隨反應(yīng)溫度升高而降低。反應(yīng)溫度低于100℃，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率就會(huì)降低。因此溫度的控制是本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響在不同反應(yīng)時(shí)間下所得到的產(chǎn)物產(chǎn)率反應(yīng)時(shí)間（小時(shí)）3.03.54.04.55.05.5產(chǎn)物產(chǎn)率（%）68.774.378.683.586.786.7我們可以從上表看出，3114BT的產(chǎn)率隨著反應(yīng)時(shí)間的增