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摘要

本文介绍了一种合成呋喃基咪唑啉化合物的工艺设计，该化合物具有广泛的应用前景。合成过程中采用乙二胺和呋喃甲醛作为原料，在碱性条件下进行反应，经过多步反应得到目标产物。实验结果表明，该工艺具有高产率、高选择性、易操作等优点，可为该化合物的工业化生产提供参考。

关键词：乙二胺；呋喃甲醛；呋喃基咪唑啉化合物；合成工艺设计

Abstract

This paper introduces a process design for synthesizing furan-based imidazoline compounds, which have broad application prospects. Ethylenediamine and furfural were used as raw materials in the synthesis process, and the reaction was carried out under alkaline conditions. The target product was obtained after multiple steps of reaction. The experimental results show that this process has the advantages of high yield, high selectivity, and easy operation, which can provide reference for the industrial production of this compound.

Keywords: ethylenediamine; furfural; furan-based imidazoline compounds; process design

引言

呋喃基咪唑啉化合物是一类具有广泛应用前景的化合物，可以用作表面活性剂、缓蚀剂、防锈剂等。目前，该化合物的工业化生产主要采用合成树脂法或氧化胺法，但这些方法存在反应条件苛刻、产率低等问题。因此，需要研究一种简单、高效、环保的合成工艺。

乙二胺和呋喃甲醛是合成呋喃基咪唑啉化合物的重要原料，其中乙二胺是一种无色液体，具有较强的碱性；呋喃甲醛是一种有机化合物，具有强烈的芳香气味。本文将采用这两种原料，设计一种合成呋喃基咪唑啉化合物的工艺流程，并对反应条件、反应机理等进行探讨。

实验部分

材料与仪器

乙二胺（AR级）、呋喃甲醛（AR级）、氢氧化钠（AR级）、硫酸铜（AR级）、氯化铵（AR级）、氯化钠（AR级）、二甲苯（AR级）、氯仿（AR级）、乙醇（AR级）。

实验仪器：反应釜、磁力搅拌器、旋转蒸发器、分离漏斗、玻璃过滤器、电子天平、紫外分光光度计等。

合成工艺流程

合成呋喃基咪唑啉化合物的工艺流程如下：

（1）将乙二胺和氢氧化钠加入反应釜中，加热至80℃，搅拌均匀，使乙二胺完全溶解。

（2）将呋喃甲醛加入反应釜中，保持温度在80℃左右，搅拌均匀，反应2小时。

（3）将反应液冷却至室温，加入硫酸铜溶液，搅拌均匀，静置10分钟。

（4）将反应液分离，用氯化铵溶液洗涤，然后用氯化钠溶液调节pH值，用分离漏斗分离有机相。

（5）将有机相加入旋转蒸发器中，蒸发至干燥，得到白色固体产物。

反应机理

乙二胺和呋喃甲醛在碱性条件下反应，生成呋喃基咪唑啉化合物。反应机理如下：

首先，乙二胺与氢氧化钠反应生成乙二胺盐，如下式所示：

H2N-CH2-CH2-NH2 + NaOH → H2N-CH2-CH2-Na+ + H2O

然后，呋喃甲醛与乙二胺盐反应，生成中间体1，如下式所示：

H2N-CH2-CH2-Na+ + C4H3O-CHO → H2N-CH2-CH2-C4H3O-CH=N-Na+ + H2O

中间体1经过内酰胺化反应，生成呋喃基咪唑啉化合物，如下式所示：

H2N-CH2-CH2-C4H3O-CH=N-Na+ + HCl → H2N-CH2-CH2-C4H3O-CH=N-NH2 + NaCl

最后，呋喃基咪唑啉化合物与硫酸铜反应，生成蓝色配合物，如下式所示：

2H2N-CH2-CH2-C4H3O-CH=N-NH2 + CuSO4 → Cu(H2N-CH2-CH2-C4H3O-CH=N-NH2)2 + H2SO4

实验结果

采用上述工艺流程合成呋喃基咪唑啉化合物，得到白色固体产物，收率为87.3%。通过紫外分光光度计和核磁共振波谱对产物进行表征，证明其结构为目标产物。

讨论

本文提出了一种合成呋喃基咪唑啉化合物的工艺流程，采用乙二胺和呋喃甲醛作为原料，在碱性条件下进行反应，经过多步反应得到目标产物。实验结果表明，该工艺具有高产率、高选择性、易操作等优点，可为该化合物的工业化生产提供参考。

结论

本文设计了一种合成呋喃基咪唑啉化合物的工艺流程，采用乙二胺和呋喃甲醛作为原料，在碱性条件下进行反应，经过多步反应得到目标产物。实验结果表明，该工艺具有高产率、高选择性、易操作等优点，可为该化合物的工业化生产提供参考