δ-癸内酯和δ-十二内酯的合成

来源 :安徽理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:lzg31142003
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δ-癸内酯和δ-十二内酯是δ-内酯系列化合物中最重要的两种,由于其具有特殊的奶油香味,被广泛应用于香精的配制中。关于合成这两种化合物,即主要从三步反应进行:羟醛缩合、催化加氢、Baeyer-Villiger催化氧化重排。在实验过程中,反应受许多因素的影响。本论文根据各步反应的特征,考察了不同因素对反应的影响,并通过多次实验得出最佳工艺条件,且通过红外、GC-MS对反应产物进行定性分析,主要研究成果如下:(1)a.环戊酮与正戊醛进行羟醛缩合反应的最佳工艺条件为:碱催化剂氢氧化钠的含量为1%,原料投入比为2:1,反应温度为30℃,加料时间为2.5h,酸催化剂选用草酸,且用量为1.5g。在此条件下,2-戊烯环戊酮的收率为84.6%。b.环戊酮与正庚醛进行羟醛缩合反应的最佳工艺条件为:碱催化剂氢氧化钠的含量为1.5%,原料投入比为2.4:1,反应温度为35℃,加料时间为3h,酸催化剂选用草酸,且用量为2g。在此条件下,2-庚烯环戊酮的收率为82.6%。(2)a.由2-戊烯环戊酮在Pd/C催化剂作用下常压加氢,最佳工艺条件为:反应温度为50℃,接触时间20h,反应过程中使用的溶剂为甲醇,其用量是25ml,催化剂的用量为0.6g。在此条件下,2-戊基环戊酮的收率为67.8%。b.2-庚烯环戊酮制备2-庚基环戊酮的最佳工艺条件为:反应温度是55℃,反应接触时间为15h,使用的溶剂也是甲醇,其用量是20ml,实验中Pd/C催化剂的用量为0.6g。此条件下,2-庚基环戊酮的最佳收率为68.4%。(3)a.由2-戊基环戊酮进行催化氧化合成目标产物δ-癸内酯,其最佳工艺条件为:催化剂SnCl2.2H2O用量为0.4g,反应中使用的溶剂为二氯乙烷,反应温度为70℃,氧化剂H2O2用量的用量是9g,最终产物收率达62.3%。b.由2-庚基环戊酮进行催化氧化合成目标产物δ-十二内酯的最佳工艺条件基本同(1)中所述,除了氧化剂H202用量的用量是7g,最终产物的收率为61.8%。(4)为提高催化加氢的收率,以Pd/C催化剂为研究对象,对其进行预处理。通过对比实验可知,Pd/C催化剂经过预处理后反应的最终收率有所提高,且在预处理时间为20h时,其收率达到最大。重复使用经过预处理的Pd/C催化剂可知,钯碳催化剂在催化加氢过程中具有重复使用的性能,可以实现回收再利用,但重复使用四次后,其活性明显下降。
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