文档介绍：2012年秋季学期
绿色化学工艺课程综述
乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索
姓名:蓝卫
学号:12S025022
专业:化学工艺
日期:
乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索
摘要:乙基麦芽酚作为一种常用的添加剂,广泛应用于食品、香烟、药物、饮料、牙膏、化妆品等多种日用化工行业,而对于其合成工艺的探索也从未停止。近年来随着绿色化学工艺的兴起和可持续发展战略的要求,以糠醛为原料的“一釜全合成法”由于会产生大量镁浆和废盐酸等环境污染物,显然已经不适合现在的发展需求,本文以此为出发点重点介绍了两种合成乙基麦芽酚的绿色化学新工艺,并且对于它们的优缺点和工业可行性进行了分析。
关键词:乙基麦芽酚;绿色化学;合成工艺
1 概述
2-乙基-3-羟基-4H-吡喃***(2-ethyl-3-hydroxy-4H-pyranone-4),即乙基麦芽酚,结构式为:
它是一种白色针状或白色结晶粉末,熔点89-93℃,易溶于热水、乙醇、丙二醇和***仿,具有持久的焦糖和水果香气,稀溶液具有甜的果香味。乙基麦芽酚及其同系物是国际上公认的香味增效剂,已被广泛用于日用化工等行业。近年来, 发现其对抑制人体中的过氧化物,抗衰老有一定的治疗作用[1-2]。由于麦芽酚及同系物含双氧供电子基(羟基氧和碳基氧),很容易同大多数金属离子形成无毒副作用的配合物,进一步拓宽了在医药学领域中的应用[3-5]。例如, 对糖尿病, 高血压,肥胖症,控制金属离子在体内的堆积,辅助某些同位素对病症进行放射诊断和治疗等。以往乙基麦芽酚和麦芽酚的合成路线较多,按照反应起始物和反应进程的不同,乙基麦芽酚和麦芽酚的合成大致可分为以下几种方法:曲酸法(半合成法)、焦袂糠酸法、糠醇法、糠醛法(全合成法)、电解氧化法、有机闭环法等路线。而工业上大多采用以糠醛法,此方法具有设备简单,条件温和,产品易提纯等优点,而且收率能达到50%-60%[6]。
但是随着近代绿色化学的兴起和可持续发展战略的要求,传统的糖醛合成法消耗大量有毒有害的***气[7],反应物会严重腐蚀设备仪器、对人体有害,还会产生大量的高含盐量、超低浓度的废盐酸和含大量杂质的废弃镁浆[8],已经很难达到国家的排放标准。绿色化学的主要特点是原子经济性[9],也就是说,在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料的原子,实现“零排放”。因此,它既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。因此,设计并采用新的绿色工艺合成乙基麦芽酚很有必要,下面介绍两种新工艺,即电解氧化法[10]和绿色循环法[11]。
2 传统合成工艺—糖醛法
传统工艺是以糠醛为原料先与格氏试剂作用生成糠醇,糠醇再经一系列氧化重排得到麦芽酚。该法的工艺流程可以分成3个阶段:通入氧化剂进行氧化、重排后制得粗产品、结晶和一重结晶得到白色针状或粉状结晶体。具体实验过程如下:向装有搅拌器、温度计、滴液漏斗及通气管的四口瓶中加入甲醇和水(体积比为2:3),冷却至-5℃以下,由滴液漏斗逐滴加入甲醇和α-吠喃烷醇的混合液。同时开始向瓶中通***气,反应始终维持在10℃以下进行。反应完毕后,蒸去反应混合物中的甲醇,在90-95℃下加热回流3h,趁热过滤,冷却。滤液用50%,置于5℃,过滤后得到