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摘 要:洋茉莉醛又称胡椒醛,难溶于水和甘油,可溶于一般有机溶剂,白色至浅黄色结晶体。洋茉莉醛的氧化工艺是工业中的一种典型生产技术,许多化工产品的生产过程都会涉及到氧化合成工艺的应用。由于洋茉莉醛的氧化工艺工序多样,所以做好氧化工艺的改革与创新工作对于提升我国工业的综合效益有不可或缺的作用。基于此,本文对洋茉莉醛的氧化工艺的技术改进。
关键词:洋茉莉醛;氧化工艺;技术改进
中图分类号:TQ655 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)17-0371-01
引 言
在自然界,洋茉莉醛是非常重要的医药化工原料,在香精调配中,可用作定香剂,也可用作合香剂,同时还是电镀行业的抛光剂。洋茉莉醛是世界上最主要的合成香料之一,留香时间长,有带甜的天芥菜香气,也有清淡微甜的樱桃和葵花香气,还带有微弱的辛香,广泛用于各种香精的调配。洋茉莉醛量少又较分散,来源主要靠人工合成的方式来获取。在新时期,研究人员开发新型技术,有利于提高洋茉莉醛的氧化工艺整体水平。
1 洋茉莉醛的氧化工艺的技术改进
1.1 以邻苯二酚为原料的合成法
在实践中,虽然以邻苯二酚为原料制备洋茉莉醛能缓解黄樟油资源的消耗,但是存在许多缺点,比如环境污染问题,制备工艺复杂,产品成本高等问题。以邻苯二酚为原料的合成法主要路线有很多,比如,在铝存在的情况下,使邻苯二酚与盐酸和甲醛作用,生成3,4-二羟基苯甲醛,然后在NaOH溶液中用二氯甲烷进行甲基醚化,得洋茉莉醛,其具体化学反应过程如Scheme1所示。另外,以邻苯二酚为原料合成洋茉莉醛是在堿催化作用下,二甲亚砜为溶剂,使邻苯二酚亚甲基化,得1,2-亚甲二氧基苯。然后在零摄氏度强酸性条件下,使1,2-亚甲二氧基苯转化生成3,4-亚甲二氧基苯乙醇酸,最后在沸水浴中,用稀硝酸进行氧化脱羧,得洋茉莉醛,其具体化学反应过程如Scheme2所示。
1.2 以黄樟油素为原料的合成法
以黄樟油素为原料的合成法有大量含铬废水生成,对宝贵的森林资源造成极大的破坏,并且大量的浓碱液废水和重铬酸钠进行氧化反应制得洋茉莉醛在合成工艺中严重污染环境。后来,采用臭氧氧化法的新工艺彻底根除了含铬废水的排放,改用羰基铁做异构化催化剂。该法是将异黄樟油素溶于溶剂中,在低温下通入臭氧或2~3%的臭氧-空气混合气体进行氧化反应,将生成的臭氧化物用亚硫酸氢钠溶液还原分解,经酸化后得洋茉莉醛。在实践中,以黄樟油素为起始原料的合成方法是从樟脑油和中国黄樟树油中提取黄樟素,经过异构化得异黄樟油素,再经氧化得洋茉莉醛。该方法最大的优点是无三废产生、反应收率高、条件温和。以黄樟油素为原料的合成法不足之处在于成本较高,反应工艺复杂,需有充足的电力供应和较多投资于臭氧发生装置,条件苛刻而难以控制。
1.3 以香兰素为原料的合成法
现阶段,以香兰素为原料合成洋茉莉醛的方法主要经脱甲基化及亚甲基环化的半合成法得洋茉莉醛。随着生物技术的快速发展,以农副产品中的阿魏酸为前体的生物转化生产香兰素技术的优势逐渐凸显出来,虽然以香兰素为原料的合成法总收率不高,但是保护了生态环境,扩展了资源。
1.4 以胡椒基酸为原料的合成法
以胡椒基酸为原料的合成法主要在于胡椒基酸、邻苯二胺和碘甲烷经环化等化合成苯并咪唑盐,然后发生还原-水解反应得洋茉莉醛。以胡椒基酸为原料的合成法虽然停留在实验室研究阶段,合成路线较长,但是纯度比较高。
1.5 胡椒乙酸的简易合成
胡椒乙酸是合成许多具有生物活性化合物的重要中间体,也是一种重要的精细化工原料。在一些生物碱合成方面,胡椒乙酸的简易合成经常作为3,4-亚甲二氧基苯基给体的合成子。近年来的研究表明,胡椒乙酸及其衍生物的某些金属有机化合物或配合物具有生物活性,其有机锡化合物具有抗肿瘤活性,具有很大的市场价值。
2 洋茉莉醛的应用展望
在实践中,洋茉莉醛可以用于开发医药及医药中间体、农药等产品。其中抗菌药黄莲素,医药中间体芝麻酚,农药除虫菊醋用增效剂等产品,都是利用洋茉莉醛为原料加工而成的。洋茉莉醛作为原料可开发出几十种衍生精细化工产品,如新洋茉莉醛、胡椒基丙酮等。现阶段,新洋茉莉醛又名胡椒基丙醛。它具有温柔的兔耳草似的花香和西瓜清香,以及新鲜的草香气息,可用于配制茉莉型和兔耳花等多种花香型日化香精,价值是洋茉莉醛的两到三倍。将洋茉莉醛同丙醛在碱性条件下进行Claisen-Schmidt缩合,继之再进行选择性催化氢化即可得新洋茉莉醛。洋茉莉醛应用广泛,市场需求量逐年增加。以黄樟油素为起始原料的合成方法面临黄樟油素枯竭;以香兰素为原料合成洋茉莉醛的方法虽然保护了生态环境,扩展了资源,但总收率不高,具有一定的不足;而邻苯二酚为起始原料的全合成路线制备工艺复杂,产品成本高,并存在环境污染问题;其他各种合成方法大部分也处于实验室阶段,各有优缺点。
3 结束语
洋茉莉醛应用广泛,市场需求量逐年增加。在实践中,洋茉莉醛的合成方法应该具备产率高,能大规模生产,能保护森林资源,保护环境,维持生态平衡等优点,所以研究洋茉莉醛的绿色、环保合成方法是其生产发展的主要方向。在未来,相关企业需要继续变革洋茉莉醛的合成方法,促进行业的整体发展。
参考文献
[1]赵明涛.微生物合成洋茉莉醛的研究[D].江南大学,2017.
[2]王小明.新洋茉莉醛的合成工艺研究[D].浙江大学,2016.
收稿日期:2018-5-10
关键词:洋茉莉醛;氧化工艺;技术改进
中图分类号:TQ655 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)17-0371-01
引 言
在自然界,洋茉莉醛是非常重要的医药化工原料,在香精调配中,可用作定香剂,也可用作合香剂,同时还是电镀行业的抛光剂。洋茉莉醛是世界上最主要的合成香料之一,留香时间长,有带甜的天芥菜香气,也有清淡微甜的樱桃和葵花香气,还带有微弱的辛香,广泛用于各种香精的调配。洋茉莉醛量少又较分散,来源主要靠人工合成的方式来获取。在新时期,研究人员开发新型技术,有利于提高洋茉莉醛的氧化工艺整体水平。
1 洋茉莉醛的氧化工艺的技术改进
1.1 以邻苯二酚为原料的合成法
在实践中,虽然以邻苯二酚为原料制备洋茉莉醛能缓解黄樟油资源的消耗,但是存在许多缺点,比如环境污染问题,制备工艺复杂,产品成本高等问题。以邻苯二酚为原料的合成法主要路线有很多,比如,在铝存在的情况下,使邻苯二酚与盐酸和甲醛作用,生成3,4-二羟基苯甲醛,然后在NaOH溶液中用二氯甲烷进行甲基醚化,得洋茉莉醛,其具体化学反应过程如Scheme1所示。另外,以邻苯二酚为原料合成洋茉莉醛是在堿催化作用下,二甲亚砜为溶剂,使邻苯二酚亚甲基化,得1,2-亚甲二氧基苯。然后在零摄氏度强酸性条件下,使1,2-亚甲二氧基苯转化生成3,4-亚甲二氧基苯乙醇酸,最后在沸水浴中,用稀硝酸进行氧化脱羧,得洋茉莉醛,其具体化学反应过程如Scheme2所示。
1.2 以黄樟油素为原料的合成法
以黄樟油素为原料的合成法有大量含铬废水生成,对宝贵的森林资源造成极大的破坏,并且大量的浓碱液废水和重铬酸钠进行氧化反应制得洋茉莉醛在合成工艺中严重污染环境。后来,采用臭氧氧化法的新工艺彻底根除了含铬废水的排放,改用羰基铁做异构化催化剂。该法是将异黄樟油素溶于溶剂中,在低温下通入臭氧或2~3%的臭氧-空气混合气体进行氧化反应,将生成的臭氧化物用亚硫酸氢钠溶液还原分解,经酸化后得洋茉莉醛。在实践中,以黄樟油素为起始原料的合成方法是从樟脑油和中国黄樟树油中提取黄樟素,经过异构化得异黄樟油素,再经氧化得洋茉莉醛。该方法最大的优点是无三废产生、反应收率高、条件温和。以黄樟油素为原料的合成法不足之处在于成本较高,反应工艺复杂,需有充足的电力供应和较多投资于臭氧发生装置,条件苛刻而难以控制。
1.3 以香兰素为原料的合成法
现阶段,以香兰素为原料合成洋茉莉醛的方法主要经脱甲基化及亚甲基环化的半合成法得洋茉莉醛。随着生物技术的快速发展,以农副产品中的阿魏酸为前体的生物转化生产香兰素技术的优势逐渐凸显出来,虽然以香兰素为原料的合成法总收率不高,但是保护了生态环境,扩展了资源。
1.4 以胡椒基酸为原料的合成法
以胡椒基酸为原料的合成法主要在于胡椒基酸、邻苯二胺和碘甲烷经环化等化合成苯并咪唑盐,然后发生还原-水解反应得洋茉莉醛。以胡椒基酸为原料的合成法虽然停留在实验室研究阶段,合成路线较长,但是纯度比较高。
1.5 胡椒乙酸的简易合成
胡椒乙酸是合成许多具有生物活性化合物的重要中间体,也是一种重要的精细化工原料。在一些生物碱合成方面,胡椒乙酸的简易合成经常作为3,4-亚甲二氧基苯基给体的合成子。近年来的研究表明,胡椒乙酸及其衍生物的某些金属有机化合物或配合物具有生物活性,其有机锡化合物具有抗肿瘤活性,具有很大的市场价值。
2 洋茉莉醛的应用展望
在实践中,洋茉莉醛可以用于开发医药及医药中间体、农药等产品。其中抗菌药黄莲素,医药中间体芝麻酚,农药除虫菊醋用增效剂等产品,都是利用洋茉莉醛为原料加工而成的。洋茉莉醛作为原料可开发出几十种衍生精细化工产品,如新洋茉莉醛、胡椒基丙酮等。现阶段,新洋茉莉醛又名胡椒基丙醛。它具有温柔的兔耳草似的花香和西瓜清香,以及新鲜的草香气息,可用于配制茉莉型和兔耳花等多种花香型日化香精,价值是洋茉莉醛的两到三倍。将洋茉莉醛同丙醛在碱性条件下进行Claisen-Schmidt缩合,继之再进行选择性催化氢化即可得新洋茉莉醛。洋茉莉醛应用广泛,市场需求量逐年增加。以黄樟油素为起始原料的合成方法面临黄樟油素枯竭;以香兰素为原料合成洋茉莉醛的方法虽然保护了生态环境,扩展了资源,但总收率不高,具有一定的不足;而邻苯二酚为起始原料的全合成路线制备工艺复杂,产品成本高,并存在环境污染问题;其他各种合成方法大部分也处于实验室阶段,各有优缺点。
3 结束语
洋茉莉醛应用广泛,市场需求量逐年增加。在实践中,洋茉莉醛的合成方法应该具备产率高,能大规模生产,能保护森林资源,保护环境,维持生态平衡等优点,所以研究洋茉莉醛的绿色、环保合成方法是其生产发展的主要方向。在未来,相关企业需要继续变革洋茉莉醛的合成方法,促进行业的整体发展。
参考文献
[1]赵明涛.微生物合成洋茉莉醛的研究[D].江南大学,2017.
[2]王小明.新洋茉莉醛的合成工艺研究[D].浙江大学,2016.
收稿日期:2018-5-10