戊基肉桂醛合成研究

戊基肉桂醛合成研究
摘要：本文采用乙醇作溶剂，用PPEG-400作催化剂，应用苯甲醛和庚醛合成a- 戊基肉桂醛。

产品收率可达85%。

关键词：戊基肉桂醛催化PPEG-400
a-戊基肉桂醛又名茉莉醛是一种具有强烈茉莉花香香气的淡黄色液体，具有素心兰、茉莉和朱兰花香气，是一种重要的日化香料。

a-戊基肉桂醛广泛应用于皂用、洗涤用的香精中，据我国GB-2760-86规定，a-戊基肉桂醛宜可用作食用香料。

[1]
a-戊基肉桂醛是由苯甲醛和庚醛在碱性条件下催化发生克莱森缩合反应的产物，其主要付产物为庚醛自缩合产物（2-正戊基-2―壬烯醛），其对a-戊基肉桂醛的香气影响最大。

由于两者沸点很接近，真空精馏很难分离。

本文主要研究了在KOH溶液中，用PEG-400做相转移催化剂，影响a-戊基肉桂醛的反应因素及在反应过程中通过加抗氧剂BHT来抑止反应付产物2-正戊基-2―壬烯醛的生成。

1.试验部分
1.1主要仪器
气相色谱仪：GC-14C（日本岛津）
精馏塔（∮25X80）
1000ml四口烧瓶，恒压滴液漏斗，电动搅拌器，球形冷凝器
1.2适用标准及试剂
a-戊基肉桂醛标准：国标GB10352-1989
试剂：苯甲醛：工业级，99%
庚醛：工业级，98%
PEG-400：工业级，市售
KOH：工业级，市售
BHT：工业级，市售
1.3工艺过程
在装有搅拌，温度计，恒压滴液漏斗和球形冷凝器的1000ml四口烧瓶中，先加入40gKOH，200ml水，开搅拌，待KOH完全溶解后，加入200ml乙醇，30gPEG-400和106g苯甲醛（1mol）和0.5gBHT，然后将反应物加热升温到60-64℃，在搅拌下用恒压滴液漏斗慢慢滴加95g庚醛（0.83mol）[2]，4小时加完，然后保持反应温度在60-64℃再反应2小时.停加热，用恒压滴液漏斗滴加50ml50%硫酸溶液，.0.5小时加完.然后升温回流1小时，停加热，搅拌下用40%液碱中和料液到中性.将料液倒入梨形分液漏斗中，静置分层.下层水相收集起来蒸馏回收乙醇，上层油相再水洗一遍后，倒入500ml四口烧瓶中，先用水泵减压蒸馏，收集油相中的溶剂，然后去精馏塔用油泵抽真空精馏，收集得成品143g.用气相色谱进行分析，a-戊基肉桂醛含量97.5%，达到了国标GB10352-99中规定的含量≥97%的质量指标.
1.4反应条件试验及结论
经过反复试验分别考察了反应中滴加正庚醛的速度，PEG-400等反应条件对收率的影响，从中找到了本反应的较佳反应条件.〔苯甲醛：庚醛=106g（1mol）∕95g（0.83mol）〕，摩尔比1.2：1；PEG30g，KOH40g，水200ml，乙醇200ml，BHT0.5g（苯甲醛量的0.5%）反应温度为60-64℃.试验中我们发现PEG-400投加量是影响反应收率的主要因素；庚醛滴加速度和是否加抗氧剂BHT则直接影响了庚醛缩合物的生成，对精馏得到合格的戊基肉桂醛起决定性因素.
a、相转移催化剂PEG-400对反应收率的影响
由于克莱森缩合反应是在碱性条件下进行反应，故本反应采用20%的KOH 溶液，由于碱溶液与反应物苯甲醛和庚醛是不相溶的，故本反应采用PEG-400作相转移催化剂，利用PEG-400络合物钾离子将含钾离子的乙醇反应溶液带到有机相中.试验结果表明，PEG-400的用量对反应收率的影响很大，下表对比了PEG-400的投加量对收率的影响，得出PEG-400投加了30g最经济
b、庚醛滴加速度及BHT对反应的影响.
本反应是庚醛的a-H与苯甲醛的羰基缩合，由于庚醛上也有羰基，所以很容易发生庚醛自身缩合，生成2-正戊基-2-壬烯醛.所以本试验采取了控制庚醛缓慢滴加[3]及加抗氧剂BHT，来抑制庚醛自身缩合.这样即保证了产a-戊基肉桂醛的收率，又抑制了2-正戊基-2-壬烯醛的生成，使得反应物易于精馏得到合格的产品.
另外，我们还考察了苯甲醛与庚醛的配比对反应的影响.试验证明苯甲醛∕庚醛=1.2（摩尔比）最经济，两醛摩尔比升高对反应收率再没多大影响且增加了回收苯甲醛的费用和苯甲醛的单耗的升高.配比再低了，收率也下降，尤其到后期，苯甲醛浓度太低了，有利于庚醛自缩合物的生成.
通过试验比较，本反应温度确定为60-64℃，温度太低，反应太慢，温度太高，反应副产物太多.
2.结果讨论
2.1 用苯甲醛和庚醛在KOH，醇和水溶液，用PEG-400做相转移催化剂，加0.5%的BHT，反应制得产品a-戊基肉桂醛的最优条件为：苯甲醛∕庚醛（mol 比）=1.2；PEG-400加30g，水200g，乙醇200g，BHT为0.5g，反应温度为60-64℃，滴加时间4h，保温反应2h.
2.2本试验中所用溶剂为乙醇，通过蒸馏回收后可反复使用，乙醇损耗约15%，可大大降低生产成本，同时可保证废水达标排放.
2.3本反应通过控制庚醛滴加速度及投加抗氧剂BHT有效地抑制了庚醛自缩合，从而提高了反应收率，同时降低了产品精馏的难度.
参考文献
[1] 印腾元一著，香料实用知识，北京轻工部香料工业科研所译；轻工业出版社.1989，27
[2] 杨英宜，汕头大学学报，1995年第10卷，第二期
[3] 李景宁，华南师范大学学报，1996年（2）.61-63。