论文摘要
苯甲醛作为世界第二大香料,其生产是一个很有吸引力的产业。随着人们对食品安全的重视,天然苯甲醛日益受到大家的欢迎,因此天然苯甲醛的需求量也日益增加,成为大家关注的热点。天然苯甲醛主要来源于肉桂油或肉桂醛的碱性水解,肉桂油在我国两广地区尤为丰富。另外,基于本课题组的研究可知,β-环糊精（β-CD）在水相中可以促进肉桂油到天然苯甲醛的合成,反应条件温和,但是苯甲醛收率只有42%。另外,β-CD在水中的溶解度有限及回收成本较高,限制了其在工业上的应用。因此本论文将β-CD固定化,制备成为不溶性β-环糊精聚合物（β-CDP）,尝试解决β-CD工业化应用的难题,也为天然肉桂醛制备苯甲醛的绿色化研究提供了一条新的友好途径,并通过各种测试和表征,对反应机理进行了研究。本文首先以环氧氯丙烷（EPI）为交联剂制备了不溶性β-CDP。通过对制备工艺进行考察可知,该方法可以实现β-CDP溶解性能的可控,并通过FTIR、TG、XRD等表征详细说明了β-CD与EPI的交联过程。同时该β-CDP在热稳定性、化学稳定性等方面都优于原料β-CD。然后,将该β-CDP用于氧化肉桂醛制备苯甲醛的反应中,对其催化性能进行考察。通过系统考察反应工艺,得知当反应温度为60℃、NaClO用量1mL时,反应只需15min,苯甲醛的收率为63.27%,选择性达94.79%。同时,由间歇取样和气质联用检测,推断出了β-CDP催化NaClO氧化肉桂醛制备苯甲醛的可能机理。同时,通过在全自动反应釜上的放大实验,利用在线红外,直观地观察到β-CDP对于NaClO氧化肉桂醛制备苯甲醛的催化效果,苯甲醛收率达67%。这表明采用β-CDP在工业上实现天然苯甲醛绿色化研究的可行性。最后,在DMSO/PDMS乳液体系中,以甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）为交联剂制备了一种新型β-CDP。通过表征和测试说明β-CDP不仅保留了β-CD自身的空腔结构,而且结合了聚合物的热稳定性、机械强度和化学稳定性,尤其是机械性能比以EPI为交联剂所制备的β-CDP更好。并将该产品用于氧化肉桂醛生成苯甲醛的反应,发现在温和的反应条件下,可以一定程度地促进反应,为催化有机液相反应提供了一种新的材料。总而言之,本论文的研究表明,采用交联剂EPI和TDI可以成功将β-CD固定化,制备成不溶性的产品β-CDP。并且该β-CDP能在绿色溶剂水中,温和且有效地催化肉桂醛氧化生成苯甲醛。这些不仅拓宽了β-CDP的应用范围,并且建立了一条清洁、高效、环保的天然苯甲醛的制备途径,为天然苯甲醛工业合成提供了理论与技术基础。