幾種合成水楊酸甲酯的方法與影響收率的因素
常壓法合成水楊酸甲酯
向裝有電動攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的250mL三口燒瓶中加入水楊酸、甲醇及催化劑，加熱攪拌回流。反應(yīng)結(jié)束后，改成蒸餾裝置，常壓蒸餾回收甲醇。冷至室溫，將剩余物轉(zhuǎn)移至分液漏斗中, 用10%NaCO3溶液中和，再水洗至中性；分層，有機(jī)層減壓蒸餾，收集115~ 117e/2.7kPa的餾分，即為產(chǎn)品，稱量，計(jì)算收率。
加壓法合成水楊酸甲酯
向裝有攪拌器、自動控溫儀的1L高壓釜中加入水楊酸、甲醇及催化劑，于120e(162kPa左右)下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，冷至室溫出料，常壓蒸餾回收甲醇。剩余物用10%NaCO3溶液中和，水洗至中性。分出水層，有機(jī)層減壓蒸餾，收集115~117e/2.7kPa的餾分，即為產(chǎn)品，稱量，計(jì)算收率。
催化劑種類對水楊酸甲酯收率的影響
反應(yīng)條件:n(水楊酸)Bn(甲醇)摩爾比=1B5,反應(yīng)溫度110e,反應(yīng)時間6h,結(jié)果見表1。
由表1可知，使用催化劑與不用催化劑對水楊酸甲酯的收率有顯著影響，在所選用的三種催化劑中，對甲苯磺酸與濃硫酸效果差不多�？紤]到對設(shè)備腐蝕的影響，選用對甲苯磺酸為催化劑。
酸醇比對水楊酸甲酯收率的影響
反應(yīng)條件:水楊酸20.7g，對甲苯磺酸0.5g，反應(yīng)時間12h，結(jié)果見表2。
由表2可知，隨著醇量的增加，反應(yīng)溫度下降；相反，醇量下降，反應(yīng)溫度升高，收率增大。可見，反應(yīng)溫度在一定范圍內(nèi)對收率的影響要大于醇量的影響，而常壓反應(yīng)溫度受制于甲醇的沸點(diǎn)。因此，本實(shí)驗(yàn)通過加壓的方法提高反應(yīng)溫度。并在加壓的反應(yīng)條件下：水楊酸20.7g，對甲苯磺酸0.5g，反應(yīng)時間6h，反應(yīng)壓力140kPa，考察了醇酸比對收率的影響，結(jié)果見表3。
由表3可知，通過加壓，反應(yīng)溫度提高，收率也隨之提高，當(dāng)n(水楊酸)Bn(甲醇)摩爾比=1B5時收率最大，為最佳配比。
反應(yīng)溫度對水楊酸甲酯收率的影響
在確定了催化劑、醇酸比的基礎(chǔ)上對溫度的影響進(jìn)行考察，反應(yīng)條件:水楊酸20.7g，甲醇36mL，對甲苯磺酸0.5g，加壓反應(yīng)6h，結(jié)果見表4。
由表4可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，產(chǎn)品收率隨之增加，當(dāng)反應(yīng)溫度超過120e(對應(yīng)壓力162 kPa)收率降低，在140e下反應(yīng)出料時發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)物顏色明顯加深，減壓蒸餾后的釜底黏稠物有所增多。這是由于溫度過高使少部分水楊酸發(fā)生氧化、聚合，同時也加快了酯的水解速度。因此，反應(yīng)溫度過高，不利于提高收率。比較適宜的反應(yīng)溫度應(yīng)控制在120e左右。
反應(yīng)時間對水楊酸甲酯收率的影響
反應(yīng)條件：水楊酸20.7g，甲醇36mL，對甲苯磺酸0.5g，反應(yīng)溫度120e。采用酸堿滴定分析法，用0.1mol/LKOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，以酚酞為指示劑，跟蹤測定2、4、5、6h反應(yīng)混合物，每次取樣5mL，所消耗的KOH溶液量見表5。
由表5可知，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5h后，所消耗KOH的量變化不大，說明反應(yīng)5h已接近反應(yīng)平衡點(diǎn)，再繼續(xù)延長反應(yīng)時間對轉(zhuǎn)化率影響不大。因此，反應(yīng)時間以5h為宜。
