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桃金娘烯醇的催化合成及其选择性氧化反应研究

匡玲琳  
【摘要】: 桃金娘烯醛(Myrtenal)是一种香料,具有广泛的用途,而且是一种重要的精细化工中间体,可以进一步合成一系列更有价值的香料如甜味剂紫苏葶。本文采用2,10-环氧蒎烷液相重排制取桃金娘烯醇,再通过进一步选择性氧化合成桃金娘烯醛。该方法反应条件温和、原料价廉易得、产率好,具有一定的工业应用价值。我们对此做出了一些研究,获得了一些有意义的结果: 1、前期实验研究表明:以强极性的硝基甲烷为溶剂,硝酸铵作催化剂2,10-环氧蒎烷液相重排反应的主要产物有紫苏醇和桃金娘烯醇,其中以紫苏醇为主。在此基础上,选用弱极性(非极性)溶剂作为介质,考察了反应温度、反应时间、溶剂用量、催化剂的结构等反应条件对重排反应的影响。结果表明:以硝酸铵作催化剂,在弱极性溶剂中,2,10-环氧蒎烷液相重排可定向生成桃金娘烯醇。以硝酸铵为催化剂,在1,1,2-三氯乙烷溶剂中,优化条件下,桃金娘烯醇的产率为65.69%,2,10-环氧蒎烷的转化率为84.07%。 2、研究了催化剂中阴离子对催化性能的影响,考察了不同的铵盐如醋酸铵、硝酸铵、氯化铵作催化剂,对2,10-环氧蒎烷液相重排反应的影响。发现醋酸铵,氯化铵等作催化剂也有较好的活性和选择性。如用氯化铵作催化剂,反应16h,2,10-环氧蒎烷的转化率达82.94%,桃金娘烯醇的选择性为65.13%。 3、在桃金娘烯醇选择性氧化反应中,本文研究了不同的氧化剂,如活性MnO_2、CrO_3/SiO_2、CrO_3/γ-Al_2O_3(a)和CrO_3/γ-Al_2O_3(b)对选择性氧化桃金娘烯醇合成桃金娘烯醛的反应的影响,结果表明:活性MnO_2能选择性氧化桃金娘烯醇合成桃金娘烯醛,以乙酸乙酯为溶剂,反应温度为溶剂的回流温度,氧化剂和桃金娘烯醇的质量比为4:1,搅拌反应24 h,桃金娘烯醇的转化率为86.80%,桃金娘烯醛的产率为77.07%;本文用研磨法制备CrO_3/SiO_2、CrO_3/γ-Al_2O_3(a)和CrO_3/γ-Al_2O_3(b),研究了负载型氧化剂选择性氧化桃金娘烯醇合成桃金娘烯醛的反应规律,考察了负载型氧化剂的用量、溶剂和反应条件对桃金娘烯醛产率的影响。发现极性较强的溶剂更有利于氧化反应的进行。实验表明:负载型氧化剂活性顺序SiO_2γ-Al_2O_3(b)γ-Al_2O_3(a);以二氯甲烷作溶剂,CrO_3/SiO_2载体氧化剂的负载量为2mmol/g,氧化剂和桃金娘烯醇的摩尔比为2.5:1,室温搅拌反应8 h,桃金娘烯醇的转化率达到94.33%,桃金娘烯醛的产率为82.06%。


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