簡述
苯甲酮即二苯甲酮,又可稱作二苯酮,是一種常溫常壓下表現(xiàn)為白色晶體狀粉末的有機化合物,化學(xué)式為C13H10O,分子量為182.218。由于其良好的表面固化性能、溶解性和在胺存在下能引發(fā)(甲基)丙烯酸酯自由基聚合,苯甲酮是目前應(yīng)用最廣泛的低分子量光引發(fā)劑之一[1]。作為常見的奪氫型光引發(fā)劑的一種,苯甲酮價格低廉、合成簡單且易于保存,被廣泛應(yīng)用于紫外光固化涂料等領(lǐng)域[2]。
理化性質(zhì)
密度:1.11g/cm3
熔點:47-51℃
沸點:305℃
閃點:143℃
折射率:1.5893
臨界溫度:556.85℃
臨界壓力:3.35MPa
蒸汽壓:0.000823mmHg at 25℃
溶解性:溶于氯仿,不溶于水
合成工藝
苯甲酮系列產(chǎn)品是用途十分廣泛的有機精細化工產(chǎn)品,因羰基兩端環(huán)上取代基團種類、數(shù)量及位置不同,因而使苯甲酮系列家族成員較多。該系列精細化工產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、塑料、涂料、日用化工及電子化學(xué)品等領(lǐng)域。但目前的生產(chǎn)方法都不同的程度的存在著問題,或是產(chǎn)生有毒物質(zhì),合成條件苛刻,產(chǎn)率低等;或是其催化劑的制備工藝復(fù)雜且成本較高,甚至兼而有之;而且大量使用揮發(fā)性的有機溶劑和大量的廢液的產(chǎn)生對人類安全、健康以及對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的威脅。近年來,環(huán)境質(zhì)量的不斷惡化對其生產(chǎn)過程綠色化的要求日益強烈。
由于離子液體具有液體狀態(tài)的溫度范圍寬,可達到300℃,蒸汽壓低,不易揮發(fā),密度大,熱穩(wěn)定性好;通過改變陰、陽離子可調(diào)節(jié)其物化性能等特點而被廣泛應(yīng)用于有機合成中的溶劑與催化劑,化學(xué)分離中的溶劑與萃取劑,并顯示了優(yōu)良的性能。因此,將離子液體應(yīng)用于苯甲酮系列產(chǎn)品合成反應(yīng)中可以達到提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的選擇性和原子經(jīng)濟性的目的。 實驗發(fā)現(xiàn),選用苯甲酰氯和苯為原料、Et3NHCl-FeCl3離子液體作催化劑合成苯甲酮,苯甲酮的產(chǎn)率可以達到80.7%。更為重要的是為Friedel-Crafts反應(yīng)提供了一個嶄新的反應(yīng)環(huán)境,可以避免大量易揮發(fā)有機溶劑使用所帶來的環(huán)境污染和對人類的危害,為環(huán)境友好的綠色催化體系[3]。
應(yīng)用
苯甲酮主要用作香料定香劑、紫外線吸收劑、苯乙烯聚合抑制劑、光固化劑、氣相色譜固定液,也可用于有機合成。例如,以苯甲酮特征結(jié)構(gòu)的二苯甲酮類紫外吸收基聚硅氧烷對波長為243.2(吸光度A=0.797),288.2(吸光度A=1.013),325.4 nm(吸光度A=0.847)的紫外光有強吸收作用[4]。需要注意的是,苯甲酮對眼睛、呼吸系統(tǒng)和皮膚具有刺激性,且對水生生物有極高毒性,因此在取用與處理過程中要注意方式方法,避免造成人員、環(huán)境損害。
降解研究
因為苯甲酮會對環(huán)境造成污染,因此針對其展開降解研究具有重要意義。實驗研究185nm紫外光降解水中苯甲酮和孔雀石綠和總有機碳(TOC)的規(guī)律,研究了濃度、體積、流速、pH等因素對苯甲酮的降解效果的影響,通過改變污染物初始濃度、體積、流量、pH值以及添加無機離子來討論185nm紫外光對孔雀石綠的降解效果,探討了降解的最佳條件。結(jié)果發(fā)現(xiàn),相應(yīng)的降解手段達到了治理水中苯甲酮和孔雀石綠污染的目的,用這種方法降解水中苯甲酮和孔雀石綠,去除率能夠達到99.9%以上,是一種非常有效的治理污染方法。實驗同時驗證了185nm
UV降解水中的苯甲酮和孔雀石綠符合準(zhǔn)一級動力學(xué)規(guī)律,為后續(xù)研究提供了可靠的實驗數(shù)據(jù)[5]。
參考文獻
[1]戴明之.二苯甲酮衍生物光引發(fā)劑的合成及聚合性能研究[D].北京化工大學(xué),2008.DOI:10.7666/d.y1266906.
[2]王洪宇.高效可聚合和高分子型二苯甲酮光引發(fā)劑的研究[D].上海交通大學(xué),2006.
[3]金超.二苯甲酮合成工藝的綠色化[D].華東師范大學(xué),2005.DOI:10.7666/d.y739656.
[4]安秋鳳,路德待,李明濤.二苯甲酮類紫外吸收基聚硅氧烷的合成與表征[J].精細化工, 2005, 22(10):724-727.DOI:10.3321/j.issn:1003-5214.2005.10.002.
[5]聞瑞梅,葛偉偉.用185nm UV降解水中二苯甲酮和孔雀石綠[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2007.DOI:CNKI:SUN:HJXX.0.2007-04-009.