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我国的香茅油资源丰富,从其中富含的香茅醛出发可合成一系列很有价值的香料,香茅腈便是其中之一。香茅腈具有柠檬果和青茶香气,且香韵持久,它不仅作为香料广泛地被应用,而且还有驱避蚊虫等功用,是一种具有很大开发价值的重要腈类香料。迄今,利用天然原料香茅醛合成它,尚没有详细的工艺研究见诸于文献,我们通过分析大量的有关腈类合成的文献资料,对香茅醛的肟化反应和香茅肟的脱水反应分别用几种方法远行了实验研究,并得到较好的结果。 我们用两种方法研究了香茅醛的肟化反应,其一,用Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液稳定反应的PH值,用19(34)正交实验优选出香茅醛肟化反应的最佳工艺条件:PH=6.8,反应时间3h,反应温度65℃,产率89.7%;其二,用乙醇作溶剂研究了香茅醛的肟化反应,最佳工艺条件是:C10H18O(香茅醛):KOH:NH2OH·HCl=1:1:1.05(mol),反应时间60min,反应温度为60℃,产率89.5%。 我们对香茅肟的脱水反应,分别用三种方法进行了实验研究。(1)用PEG-400作相转移催化剂,KOH催化香茅肟脱水反应,采用L9(34)正交实验优选出最佳工艺条件为:C10H19NO(香茅肟):PEG-400:KOH=10:1.5:1(mol),反应温度为125℃,反应时间为2.5h,卢率87.1%,用此法对醛肟脱水研究在文献中尚未见报道。(2)用载体碱KOH-Al2O3作催化剂,由一系列条件实验优选出最佳工艺条件为:催化剂按KOH:Al2O3=1:2(克)制备,C10H19NO:KOH-Al2O3=25:1,反应温度120℃,反应时间3h,产率80.4%。(3)将传统的用醋酸酐脱水合成香茅腈的方法进行改进,利用甲苯同乙酸共沸将反应生成的乙酸及时分出,经L9(34)正交实验优选取出的最佳工艺条件为:反应温度115℃(文献报道140℃),反应时间1.25h(文献报道2h),产率84。0%。 同时,在上述实验基础上,将有关肟化和脱水工艺相结合,用“一釜”法合成香茅腈获得实验成功,产率为74%。 此外,我们用现代分析方法对合成的中间体和产物进行了结构定性分析和定量测定,所得理化数据与文献值符合。 总的来说,我们研究的工艺具有操作简单,产率良好以及省时、省工节能的特点,具有良好的经济和社会效益。