环氧树脂的几种合成方法介绍
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/25 09:38:19
环氧树脂的几种合成方法介绍
环氧树脂的几种合成方法介绍
环氧树脂的几种合成方法介绍
】一.有机过氧酸及其衍生物的环氧化法
1909年,Nilolaus Prilezhaev发现过氧乙酸能环氧化各种双键,不管是链端双键还是链中双键,而且能环氧化脂肪环上的双键.
此后的研究表明,有机过氧酸是一种非常有效的环氧化剂,它和烯烃的环氯化过程是静电加成.烯烃结构、过氧酸结构、反应介质和温度影响环氧化反应的速率,催化剂对反应没有影响.其中带吸电基团的烯烃,如羟基会降低反应速率；反之,带供电基团的,如烃基会加速反应.
过氧乙酸因结构简单、易制备、价格便宜而得到广泛使用.根据脂环族环氧树脂制备反应过程中是否分离末反应完全的有机过氧酸,制各方法又可以分为原地环氧化法和分离环氧化法二种.
1.原地环氧化法
原地环氧化法是指合成有机过氧酸和烯烃的环氧化反应在同一体系中进行,这样生成的有机过氧酸立即和烯烃反应,没有过氧酸富集的过程.例如,乙酸先和含烯链的化合物混合,再向体系中加入双氧水,乙酸和双氧水反应生成过氧乙酸立即和含烯键的底物环氧化,从而得到产物.此方法的特点是工艺简单,设备投资少,而且不存在过氧化物富集产生的安全隐患.
2.分离环氧化法
分离环氧化法和原地环氧化法不同,它是指合成有机过氧酸和环氧化过程分离.这种方法的特点是两个过程分离,有利于对两个过程分别检测控制,因而适合工业化大生产.美国UCC公司和上海石油化工总厂都用此方法生产环氧树脂.
二.卤醇及其衍生物的环氧化法
最常见的卤醇是次氯酸H0-C1+,它的环氧化的机理见反应式2.反应机理可以推广到溴和碘．先是亲电的卤正离于进攻烯键,形成卤翁离子,然后亲核基团从背后进攻卤翁正离子,这个亲核基团可能是0H-、H20,然后在碱的作用下,氧负子背后进攻和卤相连的碳原子,卤负离子离去形成环氧基.反应中亲核基团还可能是卤负离子,这样就会形成副产双卤分子.从以上机理可以看出,反应有两个背后进攻的立体化学过程,这样产物就可以保持原料的立体构型,这是一些有机合成者对该环氧化法感兴趣的原因.目前,国内主要用次氯酸法生产环氧丙烷.
80年代出现金属卟啉化合物催化用次氯酸钠做环氧化剂的环氧化反应,它的特点是反应过程从原来的两步缩减到一步,而且金属卟琳化合物催化活性很高,反应体系简单,常温即可.
三.双氧水法
这种合成方法是以双氧水做氧化剂,主要用来环氧化一些带羟基的脂环族烯烃．反应的关键是需要高活性催化剂.五六十年代,三氧化钨作为此反应的催化剂曾经占有一定地位.目前．出现了众多新型的催化剂,它们通常带有金属离子．如Ti4+、V4+、Cr3+.其中效果较好的是Ti／Si02促化剂、它可以在低温下催化氧化分子量较小的分子.
四.无机氧化剂法
常见的氧化剂有氧气、臭氧、铬酸和高锰酸钾等,其中氧气作为最廉价的氧化剂一直是氧化还原反应中倍受青睐的原料.但到目前为止它不能作为普通的直接的环氧化剂,仅出现在一些特殊的环氧化反应中,如含有共轭双健的α-蒎烯和氧气发生[2+ 4]环化反应,再经过重排得双环氧化合物 (方程式3).重排过程是这个反应的关镀,既可以是再加热状态下自发的热力学重排,也可以是光诱导重排,还可以用钴催化重排.还有,银催化氧气环氧化方法只用于合成环氧乙烷,它对长链烯烃无效(环氧丙烷也不是用这种方法生产),也不能环氧化脂环族烯烃.铬酸和高锰酸钾是传统的氧化剂,如果控制好反应条件,也可以用于环氧化反应.五.仿生法
卟啉铁作为血细胞中的活性物质,对氧气有非常高的活性.因此,人们受到启发,使用金屑叶琳催化环氧化反应.1979年,Groves最先用金属卟啉模仿生物体系催化环氧化烯烃.