溴代乙醛缩二乙醇合成工艺的优点在于收率较高,达到了百分之九十;缺点是需使用价格昂贵且危险性较大的原料氢化钠,操作工艺非常复杂,反应时间长达30小时,不适于工业生产。通过研究了以乙二醇单甲醚为溶剂,普通原料金属钠与其生成钠盐后与溴代乙醛缩二乙醇反应制备 2-( 2-甲氧基乙氧基)乙醛二乙醇缩醛,反应时问缩短至十小时,可获得百分之九十以上的收率。特点为原料价廉易得,安全性好,操作简单,收率好,适于几工业化。
溴代乙醛缩二乙醇合成反应为SN2反应。反应式如下:
实验表明,影响反应的因素有反应时间、溶剂用量以及金属钠与 2-溴代乙醛缩二乙醇物质的量比。为寻找最佳条件,在固定金属钠投料量为 1.15g(0.05 mol )条件下,以反应时间、溶剂用量、配料比这 三个因素作三因素三水平正交实验。因素水平安排表见表1,正交实验方案及数据处理见表2。
(1)反应时间对收率的影响
由表2可知,反应时间定为 l0小时(A3)为佳。
(2)溶剂用量对收率的影响
表2可知,溶剂用量定为0.36mL/mmol(B2)为佳。
(3)投料配比对收率的影响
由极差分析可知,投料配比对收率的影响最大。因为溴代乙醛缩二乙醇在发生SN2 反应时由于α-C 空间位阻较大,不利于乙二醇甲醚氧负离子进攻。增大溴代乙醛缩二乙醇的配比收率增加明显。从表2可知,投料物质的量比定为1.0:1.5为最佳。优化实验条件为A3B2C3。按优化条件做三次平行实验,结果见下表3。
以金属钠在乙二醇单甲醚环境下制备 2-(2-甲氧基乙氧基)溴代乙醛缩二乙醇,获得了反应最佳条件,即反应时间10小时,溶剂用量0.36mL/mmol,配料物质的量比1:1.5。反应操作简单,收率好,安全可靠,适于工业化生产。