我国是合成麝香酮产物的生产大国,其合成方法及纯化问题广受研究人员重视。
简介:合成麝香酮属于硝基化合物,是应用较为广泛的定香剂之一,适用于甜型、东方型以及重香型等多种香精中。就国内外应用来说,具有代表性的二甲苯麝香、合成麝香酮和葵子麝香三种硝基麝香中,二甲苯麝香香气粗糙,在动物香方面无法达到合成麝香酮优雅、逼真,而葵子麝香由于对人体皮肤产生过敏性的反应,同时引发动物生理反应,毒性很强,因此在一些发达国家中已经被禁止使用,迄今为止就三种硝基类麝香香料香精领域来说,合成麝香酮有着广泛的应用。
合成麝香酮为白色至黄色片状晶体。有着优雅、浓烈的麝香香气、稍带天然麝香香气的气韵,并具有粉香香气,香味柔和,定香长久。不溶解在水中,微溶于乙醇,溶于苯甲酸苄醋、动物油和香精油。有着野生动物麝香纯正柔和的香气,广泛使用在化妆品,香皂,洗涤剂等香料当中,作为定香剂,也能够与甲基紫罗兰铜、桂醇、水杨酸苄酯等香料一起使用,合成粉末型香精。截止到目前,其国内外研究方案都是以间二甲苯为初始原料,经叔丁基化、乙酰化和硝化反应获取。
1.合成:合成麝香酮自十九世纪末进入市场以来,畅销至今。截止目前,合成合成麝香酮的生产方法多以间二甲苯为起始物料,经过烷基化、乙酰基化和硝化反应制得粗产品,经进一步结晶纯化即得纯品。合成麝香酮生产合成工艺路线如下:
在工业生产合成合成麝香酮的过程中,原料间二甲苯经烷基化反应合成合成麝香酮中间体I(5-叔丁基间二甲苯),在此基础上5-叔丁基间二甲苯经酰基化反应合成合成麝香酮中间体II (4-叔丁基-2,6-二甲基苯乙酮);再通过硝化反应合成合成麝香酮粗产物;因粗产物中含有二甲苯麝香等杂质,需经提纯才能获得纯度较高的合成麝香酮纯品。
2.纯化:
在合成的合成麝香酮粗产物中常含有二甲苯麝香、乙酰化物和其它杂质。它们均属高沸点物系,见光、遇热容易发生其它副反应而导致变色,因此难以用常规的精馏方法来进行产物分离。此外,由于副产物分子结构相似、分子量和密度等性质比较接近,并且在凝固点附近时都表现得比较粘稠,传热 、传质的阻力也较大,导致固化困难,因此对其分离纯化通常采用的是溶液结晶的方法。而溶解度是结晶的基础,因此合成麝香酮的溶解度数据尤为重要。1999年,高静研究了合成麝香酮三元及四元物系溶液结晶多级分离的计算方法,为分离人造麝香的溶液结晶溶剂的选择提供了理论参考。目前有关合成麝香酮物系分离的理论研究报道较少,而我国是合成麝香酮产物的生产大国,因此研究合成麝香酮的分离问题不仅具有理论价值,还具有社会与经济效益。
参考文献:
[1].华玉伟. 离子液体催化合成酮麝香中间体及相关溶解度研究[D].郑州大学,2022.DOI:10.27466/d.cnki.gzzdu.2021.001921.
[2].张大伟. 微通道反应器内硝化反应合成酮麝香的工艺研究[D].郑州大学,2021.DOI:10.27466/d.cnki.gzzdu.2020.000745.
3,5-二氯苯甲酰氯作为一种重要的化工产品,在众多领域中具有广泛的应用。本文将介绍3,5-二氯苯甲酰氯在不同领域中的应用情况。
背景:3,5-二氯苯甲酰氯是一种重要的精细化工中间体,可广泛应用于生产农药、医药、染料等,如进行甲酰化反应合成改善植物生长的衍生物或制成杀虫剂、平衡利尿激素的三苯甲酰叠氮药物等,其作用受到人们的关注。近年来随着化工行业的发展,对该产品的需求量也呈逐年上升的趋势,从而引起化工领域对该产品的研发和重视。
1. 合成:
以间二甲苯为主要原料,经侧链氯化、环上氯化、水解和脱羰基4步反应可合成3,5-二氯苯甲酰氯。收率63.03%(以间二甲苯计),纯度99.2%,满足应用要求。实验步骤如下:
(1)1,3-二(三氯甲基)苯(2)的合成(侧链氯化)
在500 mL四口瓶中加入160 g(1.51 mol)间二甲苯、0.16 g(0.000 66 mol)过氧化苯甲酰和 472.6 g(1.51 mol)1,3-二(三氯甲基)苯,光照条件下升温至60℃并通入氯气,调整氯气流量至尾气中无氯气逸出,控制温度在110℃,气相监测反应终止。将粗品在1.33 k Pa左右进行减压精馏, 160~162℃的馏分为产物,纯度99.4%,收率 92.5%。
(2)5-氯-1,3-二(三氯甲基)苯(3)的合成 (苯环氯化)
在500 mL四口瓶中加入156.5 g(0.50 mol) 化合物2和1.57 g(0.009 7 mol)无水三氯化铁催化剂,搅拌下加热至60℃,开始通氯气,调整氯气流量至尾气中无氯气逸出,控制温度在100℃,气相监测反应终止,将反应液在1.33 k Pa左右进行减压蒸馏,171~173℃的馏分为产物,纯度 96.0%,收率82.4%。
(3)5-氯间苯二甲酰氯(4)的合成(水解)
在500 mL四口瓶中加入350 g(1.007 mol) 化合物3和3.5 g(0.021 6 mol)三氯化铁催化剂,搅拌下加热至80℃,3.5 h内缓慢滴加36 g (2 mol)水,滴毕升温至130℃,气相监测反应停止,得到232.6 g粗品。降至50℃左右,粗品于1.73 kPa下进行减压精馏,149~151℃的馏分为产物,纯度98.3%,收率94.5%。
(4)3,5-二氯苯甲酰氯(1)的合成(脱羰基反应)
在100 mL四口瓶中加入97.9 g(0.415 mol)化合物4和0.98 g Pd/Al2O 3 催化剂,搅拌下升温至290℃,气相色谱监测开始出现副产物时,蒸出产物后继续反应,重复反应与蒸馏过程直至反应无原料。将蒸馏出的馏分于1.73 kPa下进行精馏,125~127℃的馏分为产物,纯度99.2%,收率 87.5%。
2. 应用:
3,5-二氯苯甲酰氯化学性质活泼,可以作为各种物质衍生物的中间体,在农药生产、医药生产及染料生产等方面都有极其广泛的应用。医药方面:3,5-二氯苯甲酰氯能应用于一种11β-羟基类固醇脱氢酶1型 (11β-HSD1) 的抑制剂的合成中,11β-HSD1是一种参与糖皮质激素调节的酶,可以通过催化将无活性的可的松转化为其活性形式的皮质醇,11β-HSD1抑制剂能改善葡萄糖水平、胰岛素敏感性和脂质分布。3,5-二氯苯甲酰氯能合成恶唑啉嘧啶类化合物,它具有抑制腺苷激酶活性的功能,能抑制血管生成从而抑制肿瘤生长;3,5-二氯苯甲酰氯可以合成一种硼替佐米类药物,是一种泛素蛋白酶体系统中异常蛋白酶的酶抑制剂,可以用于治疗多发性骨髓瘤 (MM),复发性套细胞淋巴瘤(MCL) 等;染料方面:3,5-二氯苯甲酰氯可用来合成三苯二噁嗪类荧光染料,在反应最后一步做闭环试剂;农药方面等:3,5-二氯苯甲酰氯作为中间体合成的戊炔草氨、噁嗪草酮是两种安全、高效的除草剂戊炔草胺等。
参考文献:
[1]曾礼,张耀宗,董德源等. 有机中间体3,5-二氯苯甲酰氯的合成 [J]. 南昌大学学报(理科版), 2019, 43 (01): 65-69. DOI:10.13764/j.cnki.ncdl.2019.01.012.
[2]王倩,孙海超,刘小祥. 3,5-二氯苯甲酰氯合成工艺的研究 [J]. 化学与黏合, 2018, 40 (02): 118-120.
[3]牛彬波,刘雁,刘伟等. 3,5-二氯苯甲酰氯的合成研究 [J]. 化学试剂, 2015, 37 (02): 176-178. DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2015.02.021.