毕业论文

打赏
当前位置: 毕业论文 > 化学论文 >

绿色合成新铃兰醛的研究(4)

时间:2018-06-27 20:05来源:毕业论文
1.2.2 柑青醛合成新铃兰醛 柑青醛的分子结构中含醛基和双键,在酸催化作用下,柑青醛的双键与水发生加成反应,形成新铃兰醛。但在酸性条件下,发挥


1.2.2 柑青醛合成新铃兰醛
柑青醛的分子结构中含醛基和双键,在酸催化作用下,柑青醛的双键与水发生加成反应,形成新铃兰醛。但在酸性条件下,发挥发生醛基聚合副反应。所以以往通常先将柑青醛的醛基保护起来,然后水合,再将醛基还原回来,或双键先在惰性溶剂中和氢卤酸加成,然后水解,这种方法称为间接水合法;而由于间接水合反应操作复杂,又易造成环境污染,研究人员便开发出一种直接水合催化体系,在酸性水和试剂存在下,柑青醛直接水合生成新铃兰醛。
(1)间接水合法
吗啉保护醛基法,柑青醛与吗啉反应生成烯胺,烯胺再与酸溶液反应得到新铃兰醛。Kogami等人[7]将柑青醛与吗啉反应得到的烯胺350g与50%硫酸溶液1050g于-2~10℃反应50min,得到新铃兰醛产率为70%。在美国专利US3935205中,Ochsner等人[16]将3mol吗啉和1mol柑青醛于25~30℃反应1h,得到的烯胺352g与60%硫酸溶液445g反应同时再加入冷却到-10℃的50%硫酸溶液345g,于0~10℃下进行水合反应(0℃反应17h,10℃反应2h),反应用200ml甲苯萃取,最后萃取物用氢氧化物溶剂(10%氢氧化钠)脱去二吗啉保护剂,得到的新铃兰醛收率为44%。
苯胺保护醛基法,柑青醛与苯胺合成苯胺希夫碱,然后苯胺希夫碱在硫酸溶液中水合生成新铃兰醛。钦传光等人[5]将28.8g柑青醛溶于无水乙醚中,在不断振摇的情况下加入14g重蒸苯胺-乙醚溶液,继续震荡10min,室温下静置24h,收集得到苯胺希夫碱。将15g苯胺希夫碱迅速加入50ml45%硫酸溶液中,冰浴冷却,在0~5℃下搅拌50min,又在15~20℃下搅拌5h,收集得到新铃兰醛产率60%。
卤化法,美国专利US1568997[8]采用卤化法将柑青醛和氢卤酸在惰性溶剂(如冰醋酸)中反应,温度控制在10~15℃,柑青醛:氢卤酸=5∶1(质量比)产物经萃取得到卤化柑青醛,然后与10%碱液在80~85℃下水解,得到新铃兰醛,产率为34%。
卤化羧化法,对卤化法进行了改进,将卤化柑青醛与羧基试剂反应,用一个酯基取代卤基,生成羧基柑青醛,然后再用碱水解。所用的羧基试剂是碱金属烷基化物,结构为Rcoom(R为低碳烷基,M为碱金属)。反应在无水介质中进行,例如在回流温度下卤化柑青醛与醋酸钠或醋酸钾在中性溶剂(如甲苯或二甲苯)中反应,加入相转移试剂可以加快羧化反应速率。羧基柑青醛水解反应在甲醇与氢氧化钠的水溶液中回流进行。反应产物用中性挥发溶剂(如乙二醚)萃取, 低压精馏得新铃兰醛,收率43%。
(2)直接水合法
由于间接水合法需要对醛基进行保护,生产流程复杂,收率也较低。研究人员开发出一种酸性催化体系,使柑青醛在酸性条件下也可以直接水合制备新铃兰醛。直接水合的关键是选择合适的催化剂和助催剂,筛选出合适的催化体系,在保证选择性的同时,达到高转化率。所用的酸性水合试剂可以是:(1)至少一种质子酸和一种水溶性有机溶剂混合物;(2)一种或多种离子交换树脂;(3)一种或多种酸性聚合物催化剂;(4)一种或多种活性黏土[17]。但其中酸性聚合催化剂和活性黏土催化剂相关文献报道较少,且催化效果较差,收率不高,故不多做介绍。
① 质子酸催化剂
所用的常见的质子酸是:硫酸、氢氟酸和磷酸,这些强质子酸的作用是使烯烃、醛或酮质子化,成为活泼的亲电质子,进而发生反应。质子酸催化剂廉价易得,催化活性高,是传统水合常选的催化剂,应用硫酸为催化剂时,为了避免磺化、聚合、氧化等副反应,必须选择合适的硫酸浓度。
在专利US4031161中,Sanders等人[17]介绍了以下质子酸催化剂体系对新铃兰醛合成反应的影响:(1)低烷基酸(如甲酸和乙酸)与对甲苯磺酸的混合物;(2)30% 硫酸和四氢呋喃的混合物;(3) 30% 硫酸和二甲基甲酰胺的混合物;(4)50% 硫酸和四氢呋喃的混合物;(5) 65% 硫酸和乙酸的混合物;(6)甲烷磺酸和四氢呋喃的混合物;(7)盐酸和低烷醇的混合物。依据不同的催化剂体系,催化剂用量占反应物料的25% ~ 60%,不同质子酸催化剂对新铃兰醛收率的影响见下表1-1。 绿色合成新铃兰醛的研究(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_18362.html
------分隔线----------------------------
推荐内容