芳樟醇合成橙花叔醇的工艺研究

论文摘要

香叶基丙酮和橙花叔醇作为重要的香料品种,已广泛应用于日用化工、食品、医药等行业。同时,香叶基丙酮和橙花叔醇也是合成角鲨烯的重要中间体。以芳樟醇为原料制备橙花叔醇,是合成角鲨烯工艺路线中关键的两步反应。针对目前角鲨烯获取途径的局限性,利用化学合成途径制备角鲨烯具有重要的意义。以芳樟醇为原料合成香叶基丙酮,通过研究合成反应历程及催化剂对合成反应的影响,确定以异丙醇铝、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和乙酸钠为催化剂,催化芳樟醇合成香叶基丙酮。通过考察反应温度、原料摩尔比、催化剂用量和反应时间对合成反应的影响,结合正交试验结果得出各种催化条件下适宜的工艺条件为：1、异丙醇铝催化合成香叶基丙酮适宜的工艺条件是：反应温度170±2℃,物料摩尔比n（芳樟醇）：n（乙酰乙酸乙酯）=1：2,催化剂用量1%（以芳樟醇质量计,下同）,反应时间8h。正交试验结果表明各因素的主次关系是：反应温度>物料摩尔比>催化剂加入量>反应时间。合成反应最高产率为77.9%。2、NaH2PO4·2H2O催化合成香叶基丙酮适宜的工艺条件是：反应温度170±2℃,物料摩尔比n（芳樟醇）：n（乙酰乙酸乙酯）=1：2.2,催化剂用量3%,反应时间8h。正交试验表明各因素的主次关系为：反应温度>反应时间>物料摩尔比>催化剂的加入量。合成反应最高产率为78.8%。3、以Na2HPO4·12H2O催化合成香叶基丙酮适宜的工艺条件是：反应温度170±2℃,物料摩尔比n（芳樟醇）：n（乙酰乙酸乙酯）=1：2,催化剂用量2.5%,反应时间6h。正交试验表明各因素的主次关系为：反应温度>催化剂的加入量>物料摩尔比>反应时间。合成反应最高产率为77.1%。4、以CH3COONa催化合成香叶基丙酮适宜的工艺条件是：反应温度175±2℃,物料摩尔比n（芳樟醇）：n（乙酰乙酸乙酯）=1：2.2,催化剂用量3%,反应时间6h。正交试验结果表明,各因素的主次关系为：反应温度>物料摩尔比>反应时间>催化剂的加入量。合成反应最高产率为76.9%。以香叶基丙酮为原料合成橙花叔醇,采用香叶基丙酮和氯乙烯镁首先经格氏加成反应,再经酸性条件下水解反应制备橙花叔醇。单因素实验和正交试验得出适宜的工艺条件为：物料摩尔比n（香叶基丙酮）：n（氯乙烯镁）=1：2.5,格氏加成温度55℃,格氏加成时间1.5h,水解反应温度50℃,水解反应时间3h,H2SO4浓度为1.0mol/L, H2SO4用量n （H2SO4）:n（香叶基丙酮）=2：1,四氢呋喃用量m（THF）：m（香叶基丙酮）=5：1。正交试验结果表明各因素的主次关系为：格氏加成时间>硫酸浓度>物料摩尔比>水解反应时间。合成反应最高产率为58.2%。对于合成橙花叔醇酸性条件下水解反应,采用稀硫酸溶液会造成环境污染等问题。通过研究了以固体超强酸（S042-/ZrO2）和阳离子交换树脂对催化水合橙花叔醇的影响,得出适宜的水解反应条件为：m（H20）：m（香叶基丙酮）=10：1,固体超强酸用量m（SO42-/ZrO2）：m（H20）=1：2,阳离子交换树脂用量m（树脂）：m（H2O）=1：5。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 产品简介
• 1.2.1 芳樟醇简介
• 1.2.2 香叶基丙酮简介
• 1.2.3 橙花叔醇简介
• 1.3 课题研究现状
• 1.3.1 卡罗反应（Carroll）机理
• 1.3.2 合成香叶基丙酮研究进展
• 1.3.3 合成橙花叔醇研究进展
• 1.4 研究内容
• 1.4.1 合成香叶基丙酮研究内容
• 1.4.2 合成橙花叔醇研究内容
• 2 异丙醇铝催化合成香叶基丙酮的工艺研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 仪器及设备
• 2.2.3 合成实验
• 2.2.4 产品的表征与测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 产品分析
• 2.3.2 物料摩尔比对合成反应的影响
• 2.3.3 反应时间对合成反应的影响
• 2.3.4 催化剂对合成反应的影响
• 2.3.5 反应温度对合成反应的影响
• 2.3.6 乙醇对合成反应的影响
• 2.3.7 正交试验
• 2.4 小结
• 3 金属钠盐催化合成香叶基丙酮的工艺研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 仪器及设备
• 3.2.3 合成实验
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 磷酸二氢钠作催化剂的工艺研究
• 3.3.2 磷酸氢二钠作催化剂的工艺研究
• 3.3.3 乙酸钠作催化剂的工艺研究
• 3.4 不同催化条件下合成产品对比
• 3.5 小结
• 4 香叶基丙酮合成橙花叔醇的工艺研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料及仪器
• 4.2.2 合成实验
• 4.2.3 产品的表征与测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 产品分析
• 4.3.2 单因素实验
• 4.3.3 正交试验
• 4.4 固体超强酸、阳离子交换树脂催化水合橙花叔醇的工艺研究
• 4.4.1 引言
• 4.4.2 实验部分
• 4^2-/ZrO₂)用量对合成反应的影响'>4.4.3 固体超强酸(SO₄^2-/ZrO₂)用量对合成反应的影响
• 4.4.4 阳离子交换树脂用量对合成反应的影响
• 4.5 小结
• 5 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间主要的学术成果
• 致谢