背景及概述

乙醇醛是分子式為HOCH2-CHO的有機(jī)化合物。它是同時(shí)含有醛基和羥基的最小分子。它是一種在生物反應(yīng)中存在的高度活性分子。通常以白色固體的形式存在。羥乙醛是形成核糖核酸(RNA)所必需的成分，而核糖核酸的功用與脫氧核糖核酸(DNA)類(lèi)似。羥乙醛雖然不是科學(xué)家次在宇宙中發(fā)現(xiàn)糖分子，但卻是科學(xué)家首次在一顆與太陽(yáng)相似的恒星周?chē)綔y(cè)到這樣的物質(zhì)。它與該恒星之間的距離和太陽(yáng)系中天王星與太陽(yáng)的距離相近。意義重大。本文簡(jiǎn)述其制備過(guò)程。

制備

羥乙醛可通過(guò)生物合成方法制備，也可通過(guò)化學(xué)方法制備，本文以甲醛為起始物料制備目標(biāo)化合物羥乙醛。乙醇醛的生產(chǎn)方法主要有甲醛氫甲酰化法、選擇性的formose反應(yīng)、糖醇的含水熱解和含氮雜環(huán)卡賓催化?；摄櫞呋募兹浼柞；磻?yīng)雖反應(yīng)條件緩和但仍需較高的壓力,且銠價(jià)格昂貴;選擇性的formose反應(yīng)與糖醇的含水熱解雖然催化劑無(wú)機(jī)堿廉價(jià)易得,但需嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,且會(huì)產(chǎn)生大量廢水,發(fā)展必須解決廢水的處理問(wèn)題。相比而言 N-雜環(huán)卡賓催化甲醛自縮合,使用來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜的甲醛為起始原料,其催化效率高、選擇性好、產(chǎn)物易分離且穩(wěn)定性較好,最具開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。

本文用脒或固載化的脒和三氮唑鹽為催化劑,采用堿為反應(yīng)助劑,將甲醛轉(zhuǎn)化為乙醇醛、甘油醛、低碳糖。反應(yīng)體系中原料甲醛價(jià)廉易得,催化劑合成簡(jiǎn)單,目標(biāo)產(chǎn)物乙醇醛收率高。本由請(qǐng)涉及的生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、易于操作,環(huán)境友好,為產(chǎn)品的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。其合成反應(yīng)式如下圖：

圖1 羥乙醛的合成反應(yīng)式

實(shí)驗(yàn)操作：

將甲醛(30mmol)置于反應(yīng)釜中，然后向反應(yīng)釜中加入N，N-二甲基甲酰胺(10ml)，加入脒催化劑I-K(0.15mmol，如圖2所示)或者硅膠固載三氮唑催化劑A-H(1g，0.15mmol三氮唑鹽/g載體)，助劑三乙胺(0.70mmol)。安裝好反應(yīng)釜，在溫度為0～300℃，壓力為0～10MPa下攪拌反應(yīng)1～1000分鐘。

參考文獻(xiàn)

[1]Cleaves II, Henderson J. Monatshefte fur Chemie, 2003 , vol. 134, # 4 p. 585 - 593