类胡萝卜素是一类具有抗氧化性的天然色素,β-胡萝卜素是一种应用最广泛的类胡萝卜素,具有多种功能。国内目前还不能大规模合成生产β-胡萝卜素,因此,研究β-胡萝卜素的化学合成具有重要的意义。本课题主要研究了β-胡萝卜素的全合成,摸索出了一条步骤简化,操作较简单的合成路线,并将合成出的β-胡萝卜素与天然β-胡萝卜素进行了鉴别和性质对比研究。本实验通过六步反应合成了β-胡萝卜素,主要采用的反应是Wittig-Horner反应。首先合成了类胡萝卜素的中间体2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯二醛,以1,4-二溴-2-丁烯与亚磷酸三乙酯进行磷叶立德反应,得到纯度为95%的2-丁烯-1,4-亚磷酸四乙酯,产率为71.5%,优化实验得出最佳反应温度为120℃,最佳反应时间为8h,然后在碱性条件与丙酮醛缩二甲醇反应生成2,7-二甲基-2,4,6 -辛三烯-1,8 -二醛缩四甲醇,优化实验得出最佳萃取剂为石油醚-正己烷(1:1),再在酸性条件下水解得到纯度为97%的2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯二醛,产率为42.5%,优化实验得出最佳酸化反应时间为5h;然后合成最终产物β-胡萝卜素,以1,2-二溴乙烷与亚磷酸三乙酯进行反应,得到纯度为95%的乙二膦酸四乙酯,产率74.6%,优化实验得出最佳反应温度为125℃,最佳反应时间为10h,再与β-紫罗兰酮在强碱性条件下发生反应生3-甲基-5-(2,6,6-三甲基-环己烷-1-基)-2,4-戊二烯基膦酸二乙基酯,优化实验得出强碱选用叔丁醇钾效果最好,最佳反应温度为25℃,最后将上步反应产物与先前制得的辛三烯二醛反应,得到纯度为96%的β-胡萝卜素,产率为81.58%(以辛三烯二醛计),优化实验得出反应溶剂THF的最佳除水方法为Na单质加热回流法。合成产物采用NMR,IR,UV,GC,GC-MS,LC,LC-MS进行分析和表征。本实验通过对合成β-胡萝卜素与天然β-胡萝卜素的红外,紫外,液相谱图的对比,对两者进行了区别鉴定,为鉴定β-胡萝卜素的来源提供了简单的方法;研究了两者分别在相同光照,加热和空气氧化条件下的稳定性,研究表明合成β-胡萝卜素较天然β-胡萝卜素稳定,在三个因素中,加热的影响最大,光照影响次之,空气氧化影响相对最小。本文的合成路线相对之前的研究较简单,具有一定的创新性,改变部分合成原料,也可以作为其它某些类胡萝卜素的合成路线,合成过程中使用了3次已经实现工业化的Wittig-Horner反应,且实验使用的各种仪器设备都较为常见,原料价格低廉,较容易获得,降低了合成成本,为我国类胡萝卜素的化学合成研究和工业化提供了一个参考,具有一定的研究价值。