電子級沒食子酸制備過程中若干基礎(chǔ)問題研究.pdf

1、沒食子酸及以其為原料制備的沒食子酸酯、多羥基二苯甲酮等多羥基化合物均為重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。近年來，美國等發(fā)達國家開始使用高純度沒食子酸、沒食子酸丙酯等化合物替代鄰苯二酚來洗滌大規(guī)模集成電路板，從而克服了鄰苯二酚在清洗過程中易損害電板的缺點。由于知識產(chǎn)權(quán)保護及國際競爭等原因，國外一直未見與電子級沒食子酸制備工藝相關(guān)的文獻報道。盡管國內(nèi)有少數(shù)學(xué)者對電子級沒食子酸的制備工藝進行了初步研究，但缺乏全面的研究和理論方

2、面的探索。
　　 本文對電子沒食子酸制備過程中的若干基礎(chǔ)問題進行了研究，并對樹脂吸附+結(jié)晶相結(jié)合的制備工藝進行了初步探索，以期能夠為電子級沒食子酸的制備提供理論依據(jù)和實驗基礎(chǔ)。主要內(nèi)容概括如下：
　　 首先，本文建立了一種同時分析含單寧生物質(zhì)(五倍子粉和塔拉粉)水解產(chǎn)物中沒食子酸和焦性沒食子酸的液相色譜新方法。而后，利用高壓反應(yīng)釜首次系統(tǒng)研究了413.15 K－463.15 K范圍內(nèi)高溫液態(tài)水中五倍子單寧和塔拉單寧及其水

3、解中間產(chǎn)物沒食子酸的無催化分解反應(yīng)動力學(xué)。實驗結(jié)果表明，在沒有任何催化劑的情況下，五倍子單寧和塔拉單寧能夠順利水解生成沒食子酸，沒食子酸可進一步脫羧生成焦性沒食子酸，通過控制反應(yīng)條件可以選擇性地得到中間產(chǎn)物沒食子酸。采用一級連續(xù)反應(yīng)動力學(xué)模型對實驗數(shù)據(jù)進行擬合，得到五倍子單寧和塔拉單寧水解反應(yīng)的表觀活化能。
　　 其次，本文采用平衡法首次測定了沒食子酸、沒食子酸甲酯、沒食子酸丙酯、沒食子酸辛酯、2，4－二羥基二苯甲酮、2，3，4

4、－三羥基二苯甲酮、2，3，4，4'－四羥基二苯甲酮和2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮等多羥基化合物在水+乙醇混合溶劑中的溶解度。結(jié)果表明，溶解度隨溫度升高、溶劑中乙醇含量的增加而增加；一般情況下，溶解度亦隨溶質(zhì)分子極性的增加而增加。
　　 接著，本文利用pH電位滴定法測定了沒食子酸與多種金屬離子所形成配合物的穩(wěn)定常數(shù)，其中Fe(II)、Al(III)、Ni(II)及Pb(II)等金屬離子與沒食子酸
　　 所形成配合物的

5、穩(wěn)定常數(shù)未見其他文獻報道。實驗結(jié)果表明，沒食子酸對多種金屬離子具有較強的配位作用，主要形成ML型配合物，配合物穩(wěn)定常數(shù)順序符合經(jīng)典的Irving-Williams順序：Ca(II)　　 同時，還利用紫外一可見光譜法對沒食子酸與Fe(II)、Zn(II)、Al(III)、Mn(II)及Pb(II)等

6、金屬離子在水溶液中的配位現(xiàn)象進行了研究，并著重從動力學(xué)和熱力學(xué)角度對沒食子酸和亞鐵離子的配位現(xiàn)象進行了探討。結(jié)果表明，沒食子酸對這些金屬離子有較強的配位作用，其中，沒食子酸與Fe(II)主要形成ML的配合物，反應(yīng)為二級反應(yīng)，根據(jù)Arrhenius方程和Absolute—rate理論得到該反應(yīng)的表觀活化能以及自由能，并基于實驗現(xiàn)象提出了較為合理的反應(yīng)機理。
　　 最后，本文對樹脂吸附+結(jié)晶相結(jié)合制備電子級沒食子酸的工藝過程進行了初

7、步研究。采用超純水為溶劑結(jié)晶提純工業(yè)沒食子酸，能夠有效提高沒食子酸純度，并降低其中金屬離子的含量，三次結(jié)晶即可將沒食子酸含量從96.05％提高至99.77％，且使鐵，鈣、鈉和鉀等金屬離子含量均降至1ppm左右，但繼續(xù)增加結(jié)晶次數(shù)對提高沒食子酸純度和降低金屬離子含量無明顯效果。實驗所用三種電子級樹脂對目標(biāo)金屬離子均有一定的去除效果，其中，ZGC-ER80的效果較佳。部分普通樹脂也可以有效地降低沒食子酸中目標(biāo)金屬離子中的一種或全部，尤以氨基