1.1.2 香兰素的性质、用途 

香兰素（Vanillin）又叫做香草醛，分子式C8H8O3，分子量152.15，熔点82℃～83℃，沸点184℃，闪点147℃。是白或浅黄针状或结晶状粉末，微溶于冷水，易溶于热水、乙醇、乙醚、氯仿和热挥发油中。在植物中发现了游离态和葡萄糖苷形式的香兰素，其中在香荚兰豆中发现的香兰素占其干重的1.5%～3%[2]。香兰素具有浓厚奶香味，它是第一种重要的合成香精。它广泛应用于食物、香烟以及日化领域，同时也可作润滑油消泡剂等。它可用作抛光剂（电镀工业）、催熟剂、农业杀菌剂，橡胶除臭剂 ，塑料抗硬化剂等[5]。除此之外，香兰素又是一种重要的化工、医药中间体。它可以合成3,4,5-三甲氧基苯甲醛（TMB）、L-甲基多巴以及甲氧苄氨基嘧啶和药物罂粟碱等。

1.2 香兰素的合成方法

目前在市面上有三种方法生产香兰素，即(1)从植物中提取（2)通过微生物生产(3)化学合成法生产。香荚兰的种植受地理条件限制且劳动强度大，难以大规模种植。用从植物中提取得到的香兰素产量甚微远不及人们的需求，而且天然香兰素的价格比合成品高出10倍以上。目前人们所使用的香兰素大多是通过化学合成法获得[3]。

1.2.1 愈创木酚法                                                              

（1） 亚硝基法

愈创木酚和甲醛（可以用乌洛托品代替）在乙醇和盐酸作用下，缩合生成3-烷氧基-4-羟基苯甲醇，在对亚硝基二甲苯胺盐酸盐和Cu2+、Mn2+、Zn2+催化剂作用下，最终水解生成香兰素。此法具有副反应优势，香兰醇与对羟基胺基N,N-二甲基苯胺盐酸盐作用分解后的结果是可以转变为Vanillin，该反应产率约60%。但是整个工序操作繁琐，三废问题严重，出产废水约为香兰素的2000%，且废水中含多种芳香类物质和其它不同种类的盐类很难进行处理。其成本比木质素高6倍以上，另有12t的固体渣。国外化工厂已经将该工艺淘汰，虽然国内部分大的厂家对此工艺有所改进，但我国目前仍然采用此法。主要反应如图1.1[4]所示： 

图1.1 亚硝基法

（2） 乙醛酸法[5]

乙醛酸与愈创木酚缩合后经氧化获得香草扁桃酸 (3-甲氧基-4-羟基苯乙酮酸)然后再酸化脱羧得到香兰素。其反应方程式如图1.2所示： 

图1.2 乙醛酸化学氧化法

①乙醛化学氧化法

碱性环境中愈创木酚与乙醛酸缩合得到MHPA 。在此环境下，MHPA被铜离子氧化成高香草醇，然后酸化脱羧得到香兰素。[6]大气压下反应，以空气为氧化剂的情况下最佳条件为： 反应温度95℃，n（氧化剂）：n（MHPA）= 1：1.5(摩尔比)、反应时间为2.5 h、空气流速为1 mL／min。合成的香兰素熔点范围8l℃～83℃，收率为60．5％。这种方法的原料易获取，工艺简便，条件易于掌控，收率可达70％，而且"三废”污染少。但是在高温氧化时加入的Cu催化剂，在反应过程中又被还原为氧化亚铜，非常不易过滤。

②乙醛酸电解氧化法

乙醛酸与愈创木酚缩合反应，得到3-甲氧基-4-羟基苯乙醇酸，回收剩余的愈创木酚后，将3-甲氧基-4-羟基苯乙醇酸转移至电解槽中，调节电流密度为0.2 A·dm-2的恒定电流，再加入盐酸使pH值为l～2，电解8 h，可得香兰素，其收率可到达80％左右。主要反应如图1.3所示：

图1.3 乙醛酸电解氧化法

电解氧化法往往不需要另外加氧化剂和催化剂，所以其过程方法简单，而且产物纯度高，收率也高。另外电解氧化法后处理工序也分简便，非常有益于工业化生产。虽然目前还没有大量投入工业生产，但是其具有大力推广前景。