在制备这类脂环麝香时,有一个必不可少的的原料:环氧异丁烯。
环氧异丁烯,也可以称之为甲基环氧丙烷或氧化异丁烯,是一种易挥发的透明无色液体,密度比水小,为0.871g/cm3,沸点为51-52℃,沸点并不高,易挥发,在很多有机合成反应中都是一种重要的中间体,一般用于制备聚醚、医药,也用于制备无环麝香,结构及相关信息如图1.1所示。
环氧异丁烯结构及相关信息图
现在环氧异丁烯在化工合成方面的地位越来越重,国内外也有越来越多的科学家、学者开始着手研究和制备环氧异丁烯,接下来便列出一些国内外对环氧异丁烯的制备的研究现状。
1.2 环氧异丁烯的国内外研究现状及制备方法
1.2.1 以异丁烯为原料制备
在有机化学中,对烯烃的氧化方法有很多种,例如酸性高锰酸钾可以氧化烯烃使之生成对应的酸,臭氧可以氧化烯烃生成对应的羰基化合物,而有机过氧化物[12]和一些比较温和的氧化剂则能把烯烃氧化成对应的环氧结构化合物,所以这类以异丁烯为原料制备环氧异丁烯的方案都是用其他物质的氧化性来使异丁烯氧化生成环氧异丁烯,较多的是以有机过氧化物作为氧化剂。
Jian Liu等[1]合成环氧异丁烯的方法
Jian Liu等[1]在相关研究中,用丙酮作为溶剂,使用甲基(三氟甲基)-1,3-二环氧丙烷或二甲基过氧化酮与烯类物质发生氧化反应,能把烯烃氧化成对应的环氧化合物,用这样的方法,也能把异丁烯氧化成环氧异丁烯,反应式如图1.2。这反应的产率可以达到98%甚至99%,这个方法速度快,产量高,但甲基(三氟甲基)-1,3-二环氧丙烷和二甲基过氧化酮的成本非常高,为降低成本必不能用这类价格过高的物质作为反应原料。
D. J. Collins等[2]合成环氧异丁烯的方法
D. J. Collins等[2]在对香豆素的还原和制备的研究中发现,1,4-二氧六环作为溶剂,3-氯过氧苯甲酸与异丁烯反应,可以把异丁烯氧化成环氧异丁烯,反应式如图1.3。二氧六环的价格不贵,但这个反应效率并不高,而且3-氯过氧苯甲酸中具有苯环结构,具有一定的毒性,产物中不可避免地会有一些原料残留,我认为这种会产生毒性物质的方法不适合作为生产制备香料的原料的方法,比较适合制备其他用途的环氧异丁烯。源1自3优尔8.论~文'网·www.youerw.com
D. J. Nelson等[3]合成环氧异丁烯的方法
D. J. Nelson等[3]在通过对电子和原子的影响的比较,以推断三元环中间体的逐步亲电加成的机械学反应信息的研究中,曾使用过氧乙酸来氧化异丁烯使之产生环氧结构,反应式如图1.4。但是这反应产率低,反应慢,成本也不低。
M. E. Morgan等[4]合成环氧异丁烯的方法
M. E. Morgan等[4]使用叔丁基过氧化氢的气体和异丁烯相互反应,也是用过氧化物来氧化烯烃,使烯烃被氧化为环氧化合物,反应式如图1.5所示。由于使用的是叔丁基过氧化氢的蒸汽,所以温度要达到119℃,反应条件比较苛刻,对设备要求较高。
U. Wille等[5]合成环氧异丁烯的方法
U. Wille等[5]使用三氧化二氮来使烯烃环氧化,反应方程式如图1.6。该反应会产生很多含氮元素的废气,对空气造成的污染过重,也十分危险,这方法只适用于探索三氧化二氮的氧化性强弱和相关化学性质,不适合用于生产。
之前并未提到的是,这类方法有一个共同的缺陷,就是常温下异丁烯是气体,即使反应步骤少,反应产率高,但若要完成反应,需要对反应体系进行升温或减压使反应物都变成气体,或者对反应体系进行加压或降温使反应物都变成液体,对设备要求非常高,这也是为什么环氧异丁烯的价格居高不下的原因。若要降低成本就需要尽量避免使用异丁烯作为初始原料,所以我选择异丁烯基氯作为原料,虽说异丁烯基氯的沸点也不高,需冷藏保存,但在常温下为液体,对反应设备的要求就低了很多,大大降低了制备环氧异丁烯的成本。 环氧异丁烯的制备(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_62116.html