紫罗兰酮的合成及其卷烟加香应用研究

论文摘要

β-紫罗兰酮经稀释后具有类似木香和紫罗兰花香,果香气较重,较适合于配制木香或果香气较重的香精;同时,它又是一种重要的香料及医药中间体。本研究采用柠檬醛路线合成β-紫罗兰酮,探索了紫罗兰酮合成最佳工艺,分别比较了缩合反应、环化反应中不同催化剂的应用效果,反应温度、反应时间对上述反应的影响,不同溶剂对环化反应的影响,并优化了工艺条件。产品GC分析结果表明:1.柠檬醛与丙酮的缩合反应,柠檬醛的转化率为98.4%,假性紫罗兰酮的合成及精制收率分别为95.73%和76.8%,缩合工段总收率为73.52%。2.假性紫罗兰酮的环化反应,假性紫罗兰酮的转化率为99.37%,β-紫罗兰酮的合成及精制收率分别为95.14%和73.55%,环化工段总收率为69.98%。3.综合以上两步反应的收率,β-紫罗兰酮的总收率为51.45%,比文献值高出3个百分点,且反应条件温和,便于工业化。以β-环糊精对紫罗兰酮进行包合并研究了最佳包合工艺,并对包合物进行了红外光谱分析,核磁共振分析和热重分析,结果显示:1.最佳包合工艺条件为:β-环糊精与紫罗兰酮按1:1投料比,包合时间6 h,包合温度60℃,溶媒（无水乙醇）加入量为整个反应体系的20%。2.包合物红外谱图和β-紫罗兰酮红外谱图明显不同,β-紫罗兰酮的特征峰（-C=O）强度减弱并向低波数位移,包合物的核磁共振谱与紫罗兰酮相比也有较大差异,证明有包合物形成;热重分析显示包合技术明显增强了香料分子的热稳定性。3.通过计算,从理论上证实了包合反应后提高了香料分子的稳定性。将包合物添加于卷烟配方的烟丝中,可改善卷烟质量的稳定性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 紫罗兰酮的合成
• 1.1.1 柠檬醛路线
• 1.1.1.1 柠檬醛与丙酮的缩合反应
• 1.1.1.2 假性紫罗兰酮环化生成紫罗兰酮
• 1.1.1.3 合成机理
• 1.1.2 石油路线
• 1.2 环糊精包合技术
• 1.2.1 环糊精包合技术概述
• 1.2.2 环糊精包合方法
• 1.2.3 香料包合物在卷烟中的应用
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 实验试剂与设备
• 3.2 试验工艺流程
• 3.3 固体催化剂的制备
• 3.4 精制装置
• 3.5 紫罗兰酮结构鉴定
• 3.6 环糊精包合物的制备
• 3.7 紫罗兰酮标准工作曲线的绘制
• 3.8 分析方法
• 3.8.1 物理性质测定
• 3.8.2 TLC 跟踪反应
• 3.8.3 含量分析
• 3.8.4 包合物的傅立叶变换红外光谱分析
• 3.8.5 固相包合物核磁共振分析
• 3.8.6 包合物的TG 和DSC 分析
• 3.9 包合物在卷烟加香中的实验
• 3.9.1 烟丝中加香
• 3.9.2 滤嘴中加香
• 3.9.3 包合物加香稳定性试验
• 4 结果与分析
• 4.1 假性紫罗兰酮的合成与精制
• 4.1.1 假性紫罗兰酮的合成
• 4.1.1.1 催化剂对转化率、收率、选择性的影响
• 4.1.1.2 温度对转化率、收率、选择性的影响
• 4.1.1.3 反应时间对转化率、收率、选择性的影响
• 4.1.1.4 丙酮与柠檬醛配比对转化率、收率、选择性的影响
• 4.1.1.5 假性紫罗兰酮合成工艺条件正交试验
• 4.1.1.6 试验条件的验证
• 4.1.2 假性紫罗兰酮的精制
• 4.1.3 结构鉴定
• 4.1.4 质量指标
• 4.2 紫罗兰酮的合成与精制
• 4.2.1 紫罗兰酮的合成
• 4.2.1.1 催化剂对转化率、收率、选择性的影响
• 4.2.1.2 温度对转化率、收率、选择性的影响
• 4.2.1.3 反应时间对转化率、收率、选择性的影响
• 4.2.1.4 溶剂对转化率、收率、选择性的影响
• 4.2.1.5 紫罗兰酮合成工艺条件正交试验
• 4.2.1.6 工艺条件的验证
• 4.2.2 紫罗兰酮的精制
• 4.2.3 结构鉴定
• 4.2.4 质量指标
• 4.3 紫罗兰酮环糊精包合物的制备及结构分析
• 4.3.1 固相包合物的制备工艺
• 4.3.2 固相包合物红外光谱分析
• 1H NMR 分析'>4.3.3 固相包合物¹H NMR 分析
• 4.3.4 固相包合物的DSC 鉴定
• 4.4 液相中紫罗兰酮与Β-环糊精包合反应热力学
• 4.4.1 紫罗兰酮标准曲线
• 4.4.2 溶液中紫罗兰酮与β-环糊精包合反应热力学
• 4.5 紫罗兰酮与Β-环糊精包合物的热分解动力学
• 4.5.1 包合物的热稳定性
• 4.5.2 包合物的热分解动力学
• 4.6 包合物的加香应用
• 4.6.1 烟丝中加香
• 4.6.2 滤嘴中加香
• 4.6.3 包合物加香稳定性
• 5 结论与讨论
• 5.1 紫罗兰酮的合成
• 5.1.1 缩合反应
• 5.1.1.1 催化剂对缩合反应的影响
• 5.1.1.2 温度对缩合反应的影响
• 5.1.1.3 反应时间对缩合反应的影响
• 5.1.1.4 丙酮、柠檬醛配比对缩合反应的影响
• 5.1.1.5 最佳缩合反应条件的确定
• 5.1.1.6 假性紫罗兰酮的精制
• 5.1.2 环化反应
• 5.1.2.1 不同催化剂对环化反应的影响
• 5.1.2.2 温度对环化反应的影响
• 5.1.2.3 反应时间对环化反应的影响
• 5.1.2.4 溶剂对环化反应的影响
• 5.1.2.5 最佳环化反应条件的确定
• 5.1.2.6 紫罗兰酮的精制
• 5.2 环糊精包合技术的应用
• 5.2.1 紫罗兰酮环糊精包合物的制备
• 5.2.2 紫罗兰酮环糊精包合物红外光谱分析
• 1H NMR 分析'>5.2.3 固相包合物¹H NMR 分析
• 5.2.4 液相中紫罗兰酮环糊精包合反应热力学
• 5.2.5 紫罗兰酮环糊精包合物热分解动力学研究
• 5.2.6 紫罗兰酮环糊精包合物加香效果
• 附图
• 参考文献
• ABSTRACT