覆盆子酮合成的动力学及工艺研究

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本文以NaoH溶液为催化剂,用对羟苯甲醛和丙酮作原料,通过Claisen-Schmidt缩合生成覆盆子酮中间体(对羟基苯基-3-丁烯-2-酮)。根据对羟基苯甲醛和覆盆子酮中间体的UV光谱吸收特性,建立了检测对羟基苯甲醛和覆盆子酮中间体含量的紫外-可见分光光度分析方法,对羟基苯甲醛和覆盆子酮中间体的UV工作曲线,其线性方程分别为: A=1.328×105m-0.0767,相关系数R2=O.9993,A=1-307×1O5m一0.0143,相关系数R2=0.9984。考察了紫外-可见分光光度法的精密度和稳定性,并与气相色谱法进行比较,与气相色谱法的结果相比,样品的相对偏差<5.0%。测定了覆盆子酮中间体合成动力学。结果表明,它的动力学表达式为表观二级反应动力学方程。给出了对羟基苯甲醛在20℃、25℃、30℃、35℃和40℃下的反应速度常数分别为3.400×10-3min-1、4.300×10-3min-1、5.200×10-3min-1,6.300×10-3.min-1和7.100×10-3min-1,反应的活化能Ea=24.831KJ/mol,A=90.423L/(mol·min)。因此覆盆子酮中间体合成的动力学方程可表示为:r=-dt-dCA=90.423eRT-24831CACB。通过单因素考察了反应时间、反应温度对得率的影响,结果表明:我们在进行动力学跟踪反应时间为3.5h是合理的;考察温度对得率的影响,得出在温度范围20-40℃内研究得到反应进行动力学是合理的。同时,我们还得出了反应的适合工艺条件:对羟基苯甲醛与丙酮的反应摩尔比为1:2.5,反应时间为4h,反应温度30℃。反应结束后pH控制在7左右,得率为87.51%,中间体含量为98.5%(GC-MS分析,面积归一化法)。探讨了负载碱(NaOH/CaO).离子树脂(D201、202×7)、羟基磷灰石、镁铝水滑石四类固体碱催化剂对覆盆子酮中间体的催化性能,液相色谱分析结果显示,D201催化的体系中间体的质量分数为57.79%。选取了Pd/C与甲酸镍作为覆盆子酮中间体氢化反应的催化剂。5%Pd/C催化合成覆盆子酮,得率为72.55%,氢化时间为30min;甲酸镍催化合成覆盆子酮,得率为65.7%,氢化时间为30min。红外检测结果显示所得产品为覆盆子酮。
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