正戊酸广泛应用于香料,可调制奶油、干酪、草莓等香型,也可作为有机金属皂的原料、香料原料、农药及医药原料,属于重要的化工原料。正戊酸主要用于合成戊酸酯,挥发性的戊酸酯带有宜人的气味,可用于香水和化妆品中。戊酸乙酯和戊酸戊酯有水果香味,用作食品添加剂。正戊酸可通过正戊醇经电解氧化而得;或从缬草根的蒸馏物中与其它异构体一起得到;或通过丁基溴和氰化钠反应,然后将生成的戊腈进行皂化作用而制得,收率为70~75%;还可以通过正戊醛氧化制备。以上制备正戊酸的方法均存在收率低、环境污染大、成本较高等突出问题,难以实现其工业化。本文将介绍一种空气氧化正戊醛制备正戊酸的方法[1].
在内径46毫米长150厘米带有夹套的自制鼓泡反应器中,采用空气直接氧化正戊醛制备正戊酸。通过采用可控温的循环水泵调节鼓泡反应器的内部温度,使反应器内部温度保持恒定。从鼓泡塔下方鼓入空气。称取93.8%的正戊醛100 g,加入到具有玻璃弹簧填料的鼓泡反应器里,采用空气压缩机以700 mL/min的速率鼓入空气,控制反应温度为80℃,采用气相色谱跟踪反应。反应8 h,取样进行气相色谱测试,得正戊酸含量94.5%,正戊醛转化率为99.3%,选择性98.5%.
该方法利用空气作为氧化剂,无需任何催化剂,具有反应温和、高效、低成本、绿色环保等特点,具有广阔的应用和市场前景.
[1] 一种空气氧化低纯度正戊醛制备正戊酸的绿色工艺. CN106146287A
内酯是一种重要的有机化合物和中间体,在香料香精和药物合成领域有着广阔的应用前景。γ-和δ-内酯已经被广泛应用于高级化妆品、食品和烟草工业等领域。由于内酯是天然奶油香味的主要成分,一些发达国家开始使用植物油添加奶油香料来替代天然奶油,以减少动物性脂肪的摄入,从而降低心血管疾病的风险。这种新型高质量的奶油香精在保障人们的健康方面起着重要作用。因此,研究δ-内酯的化学合成方法具有重要的意义。
目前国内外已经有不少关于δ-内酯的合成方法的报道。综合起来,主要有以下三种方法:
因此,需要寻找一种步骤较简单、收率较高的合成路线,以实现δ-癸内酯的工业化生产。
下面是一种可能的合成路线:
在步骤(1)中,环戍酮与正戊醛的摩尔比为1~3:1,而PEG-400催化剂的用量为正戊醛用量的3~10%。在步骤(3)中,双氧水与2-戊基环戊酮的摩尔比为3~10:1。
丁位癸内酯是一种无色或淡黄色澄清粘稠状液体,具有奶油香味、椰子奶香和桃子果香。它不溶于水,但可溶于酒精、植物油和丙烯乙二醇。常被用作食用香精、日用化学品配方和其他工业品加香。
根据GB 2760-96的规定,丁位癸内酯是允许使用的食用香料,具有强烈持久的奶油香味,常被用于调制牛奶和奶油香精。此外,它还广泛应用于人造奶油、软饮料、冰淇淋、糖果、调味品和烘烤食品中。
一种制备丁位癸内酯的方法是以环戊酮和正戊醛为起始原料,经过一系列反应制得丁位癸内酯。该方法操作简便,产品收率高,适用于工业化生产。
CN103058973B
2-丁烯是石油裂解的产物之一,也是大分子组分燃料燃烧的中间产物,在化工及燃烧领域起着至关重要的作用。该化合物的化学式为C4H8,有两种异构体:顺-2-丁烯,反-2-丁烯,一般情况下,2-丁烯是指反-2-丁烯。2-丁烯常温常压下表现为无色气体,不溶于水,溶于多数有机溶剂。其部分物理性质包括:熔点:-139℃,沸点:3.7℃,闪点:-12℃。
采用活性氧化铝和氧化锌可以脱除煤基2-丁烯原料中的硫和氯杂质,采用载铜活性炭脱除氧,选择性催化加氢脱除微量氧和1,3-丁二烯,并对净化后的煤基2-丁烯原料进行铑/双亚膦酸酯均相催化氢甲酰化反应的工业侧线评价。结果表明,在20℃、液相空速900 g/(h·L)的条件下脱除硫、氯、氧杂质,其含量均未检出。在40℃、液相空速2 100 g/(h·L)、氢气与1,3-丁二烯的物质的量比为1.05的条件下脱除1,3-丁二烯,其含量也未检出。在161 h的工业侧线评价试验期间,戊醛收率平稳保持在85.1%左右,正戊醛和异戊醛的物质的量比一直高于15.0,表明该均相催化剂具有良好的催化性能和稳定性,2-丁烯原料经净化后并未使该均相催化剂中毒失活。
正戊醛是合成香料双氢茉莉酮酸甲酯的重要原料。目前为止,大多数厂家均采用钴、铑催化剂进行羰基合成,但由于我国铑资源短缺,而钴催化法则不大适合用来合成醛。研究发现以2-丁烯为原料,用铁钴簇催化剂羰基合成法制正戊醛的新方法,与用贵金属铑、钴催化剂法相比,可有效降低产品成本。
以HUSY和Hβ分子筛、H型脱铝丝光沸石以及Mg2+改性的USY分子筛(Mg-USY)为催化剂,通过XRD,NH3-TPD,BET方法对其结构及性能进行了表征,并考察了它们在萘与2-丁烯烷基化反应中的活性。实验结果表明,Mg-USY催化剂由于酸量和孔径减小,减少了副反应的发生,提高了反应的选择性。Mg2+浸渍量为81.25 mmol(基于100 g催化剂)的MgUSY-2催化剂对该反应的催化性能最佳,适宜的反应条件为:反应温度200℃,反应压力2 MPa,反应时间4 h,n(萘)∶n(2-丁烯)∶n(正己烷)=1∶0.2∶25,m(萘)∶m(催化剂)∶m(无水硫酸钠)=25.64∶0.5∶3。在此条件下,2-丁烯的转化率达92.33%,目的产物2-仲丁基萘的选择性达99.70%。
[1]李法社,林守龙,陈勇,等.2-丁烯简化机理构建及路径分析[J].热科学与技术,2023,22(04):334-340.DOI:10.13738/j.issn.1671-8097.021026.
[2]赵福军,傅送保,陈和,等.2-丁烯原料中硫、氯、氧和丁二烯杂质的脱除[J].北京化工大学学报(自然科学版),2021,48(04):27-32.DOI:10.13543/j.bhxbzr.2021.04.003.
[3]凌文凯.2-丁烯氢甲酰化制香料醛[J].精细与专用化学品,2000,(01):18-19.
[4]宋彦磊,付红莉,黄崇品,等.分子筛催化剂上萘与2-丁烯的烷基化反应[J].石油化工,2014,43(02):144-149.
4-丙基-5-羟基呋喃-2酮是一种常用的医药合成中间体,可用于制备布瓦西坦等药物。布瓦西坦是一种新型抗癫痫药物,具有独特的作用机制和良好的耐受性。
制备4-丙基-5-羟基呋喃-2酮的方法如下:
将庚烷、吗啉和乙醛酸加入四口瓶中,在适当温度下进行反应。随后滴加正戊醛,反应一段时间后,用盐酸淬灭反应。经过分液、洗涤、萃取和干燥等步骤,最终得到4-丙基-5-羟基呋喃-2酮。
4-丙基-5-羟基呋喃-2酮可用于医药合成中间体的制备,可以发生多种有机反应。
例如,可以与氨基丁酰胺盐酸盐反应,得到相应的产物。这些反应在医药领域具有重要的应用价值。
[1] (CN109593055)一种布瓦西坦异构体(2S,4S)的制备方法
戊醇是一种无色液体,具有微弱的气味,稍溶于水,可与乙醇、乙醚等多种有机溶剂混溶。它广泛应用于有机合成、涂料溶剂、医药原料、非铁金属的浮选剂、锅炉用水的止泡剂以及乙酸戊酯的制造等领域。此外,戊醇还可以与其他溶剂组成的混合物一起用作硝基喷漆的助溶剂,并可从木材中提取松脂。
一种戊醇的制备方法包括以下步骤:
1)将正戊醛、水和混合溶剂通过装有催化剂的固定床进行水合反应,反应条件为温度200℃,压力5MPa,体积空速0.5hr-1;
2)将反应液冷却分层为油相和水相,对油相物料进行常压精馏,得到未反应的正戊醛和半成品戊醇;
3)将半成品戊醇与氢氧化钠反应,分层后去除水层,过滤有机层,保留滤液;
4)将滤液通过装有氧化铝的吸附剂柱进行吸附处理;
5)滤液以0.5-30柱体积/小时的速度流经装有氧化铝的吸附剂柱;
6)对吸附后的戊醇进行精馏,得到精制戊醇。
取轻质油1000g,其中含正戊醇18.45%(重量比),利用塔板数约40块的精馏塔,在常压下间断加乙苯共沸精馏,控制共沸温度在95-105℃,回流比为6:1,共沸得到166.05g正戊醇含量为95%的混合戊醇。将166.05g混合物醇中加入16g催化剂进行脱水反应,得到157.75g重量比为80%正戊醇,通过普通精馏后得到118.31g纯度为99.28%(重量比)的正戊醇,收率为63.66%。
将500克含正戊醇94%、环戊醇5%(重量)的混合戊醇投入1000ml三口烧瓶中,再加入2.5克的酸性催化剂硫酸,加热,控制反应温度在90±5℃,搅拌反应22小时,然后用10%的Na2CO3溶液进行碱洗、再水洗、分出油相,采用精馏工艺,提取顶温度为136~138℃之间的馏分。本例酸性催化剂的用量为0.5%,获得422克纯度为98.2%的正戊醇,收率为89.8%。
一项发明报道了一种用正戊醇分段提纯β-谷甾醇和豆甾醇的方法。该方法包括以下步骤:在60~70℃条件下,将混合植物甾醇和正戊醇混合溶解,然后添加β-谷甾醇,配制成β-谷甾醇的饱和溶液,进行热过滤;降温、恒温搅拌、保温过滤,得到β-谷甾醇粗品;继续降温、恒温搅拌、保温过滤,得到混合甾醇粗品;将混合甾醇粗品用正戊醇加热溶解,配置豆甾醇的饱和溶液,降温、恒温搅拌、保温过滤,得到豆甾醇粗品;对步骤(2)和(3)的滤液进行加热浓缩,降温、恒温搅拌、保温过滤,得到β-谷甾醇粗品;对豆甾醇粗品和β-谷甾醇粗品进行精制。该方法具有步骤简单、溶剂单一易回收无污染、产品纯度和收率高等优点。
[1] 中国发明专利CN201610471484.7:一种戊醇的制备方法
[2] 中国发明专利CN200810147295.X:一种从环已烷氧化副产物轻质油中回收正戊醇的方法
[3] 中国发明专利CN201310584595.5:一种用正戊醇分段提纯β-谷甾醇和豆甾醇的方法
[4] 中国发明专利CN97108167.0:从环己酮生产副产物中提纯正戊醇的方法
近年来,室内空气污染问题已引起全社会的关注,挥发性有机污染物(VOCs)是室内污染的重要组成,正己醛是室内常见的醛酮类物质,在室内有较高的浓度,并且由于其嗅味阈值很低,非常容易给人带来感官刺激,目前对正己醛的催化去除研究很少。在常见的过渡金属氧化物催化剂中,锰氧化物由于其材料易得,催化活性高,毒性低等优势而被广泛研究,γ-MnOOH是常见的羟基锰氧化物, 常作为合成其他锰氧化物的前驱体, 在超级电容、离子电池、催化等领域有广泛的应用前景,本文将介绍其催化降解正己醛的用途。
通过乙酸锰-过氧化氢(Mn(AC)2+H2O2),高锰酸钾-乙二醇(KMnO4+EG)两种水热反应体系制备了γ-MnOOH催化剂, 在高锰酸钾-乙二醇制备体系中添加一定量的硫酸使得制备得到的γ-MnOOH催化材料中锰缺陷含量明显提高,材料晶格氧的迁移转换能力增强,并且更容易活化氧气产生超氧自由基(?O2-),大大提高了催化剂对正己醛的催化性能。通过对己醛催化氧化过程中气相及催化剂表面中间物种的定性分析,推测正己醛的催化分解是一个氧化-脱羧并逐级降解的过程。
1. 由过氧化氢与乙酸锰反应制备得到的γ-MnOOH其结晶性好,比表面积小,表面缺陷很少,对正己醛的催化氧化活性很弱。由高锰酸钾和乙二醇反应制备的γ-MnOOH,比表面积相对较高,表面更容易形成缺陷,对正己醛的催化性能相对较强。
2. 在高锰酸钾和乙二醇反应制备体系添加一定量的硫酸可以制备得到锰缺陷含量更高的γ-MnOOH催化材料,晶格氧的迁移转换能力增强,并且更容易活化氧气产生超氧自由基(?O2-),大大提高了催化剂对正己醛的催化性能。
3. 通过对催化系统气相产物及催化剂表面中间物种的定性分析,当正己醛不完全转化时,气相产物中只有正戊醛和正丁醛被检测到,在原位红外测试中,催化剂表面还有羧酸类物质的吸收被检测到,由此推测正己醛气相的催化氧化是一个逐级降解的过程。
[1] Low-temperature catalytic degradation of the odorous pollutant hexanal by γ-MnOOH: The effect of Mn vacancies. doi: 10.1016/S1872-2067(19)63415-7
二氢茉莉酮酸甲酯具有浓郁的甜花香略带水果和茉莉花样香气、新鲜柔和的柠檬样果香的气味。因其香气轻盈飘逸、透发浓郁留香持久,调香效果好,被广泛用于香水香精、化妆品香精、食品香精和烟酒香精中,也是一些著名香水的主体香原料。
二氢茉莉酮酸甲酯不溶于水,溶于乙醇等有机溶剂中。它可以不经制配直接作为合成香料,常用来调配人造茉莉油,在香型香精中还可以作为食品香精的增效剂。此香料不仅香气清新幽雅,而且用于调香不会引起变色,作为茉莉系列的主香剂,在香精配方中的用量高达20%,也可以用于其它花香型香精的协调剂。
其化学性能较稳定,具有不变色的优点,常用于调制茉莉、铃兰、晚香玉和东方型香精配方中,能使香精产生幽雅、逼真的天然样花香感。用于化妆品,亦可用于食品。
二氢茉莉酮酸甲酯用于茉莉花的调配,以及各种调和剂中,赋予整体丰盈感,给香水以陪伴和韧性。例如,与佛手柑EO、β-紫罗兰香酮和β-大马酮相关联,重新创建茶香主题。
存在于大多数的商业香料中。
由环戊酮与正戊醛缩合,然后对中间体进行异构化得到2-戊基-2-环戊烯-1-酮。这个分子可以通过与烷基丙二酸发生反应来进行迈克尔加成反应(Michael addition reaction)。经过水解,然后是脱羧,最后是形成的酸功能的酯化(用甲醇和酸催化),就可以合成最终产物二氢茉莉酮酸甲酯。
正戊胺是一种化学物质,也被称为“1-氨基戊烷”。它的化学式是CH3(CH2)3CH2NH2,分子量为87.16。正戊胺是一种无色或微白色液体,具有氨臭味。它的熔点为-55℃,沸点为103~104℃,相对密度为0.7547,折光率为1.4118。正戊胺可以与水、乙醇、乙醚混溶,在丙酮和苯中溶解。
正戊胺具有脂肪伯胺的化学性质,可以与酸反应生成盐,与卤代烃反应生成第二、第三胺,与酰氯反应生成酰戊胺,与亚硝酸反应放出氮气等。
正戊胺可以通过以下方法制备:
1. 使用LiAlH4或LiAlH4-AlCl3还原戊腈,或通过正丁基溴化镁与邻甲羟胺反应获得。
2. 使用催化剂作用下,戊醇与氨经过加氢脱水反应制得;也可以使用戊醛为原料,在催化剂存在下与氨、氢进行气相反应制得。
正戊胺有多种用途:
(1) 可用于制造医药、染料、抗氧剂、乳化剂、橡胶硫化促进剂等。
(2) 正戊醛加氢生成的正戊醇,氧化生成的正戊酸,氨化生成的正戊胺,缩合、加氢制得的异癸醇(2-丙基庚醇),都是国内紧缺的精细化学品和药物中间体,广泛用于生产香料、医药农药中间体、塑料增塑剂、溶剂、添加剂等高附加值产品。
三戊胺有两种异构体,它们的物性如下:
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