萜烯环氧化反应的研究(Ⅱ)NaOCl/Mn(TPP)OAc/呲啶体系对萜烯环氧化反应的研究

本文用NaOCl/Mn(TPP)OAc/吡啶体系在CH_2Cl_2-H_2O中以季铵盐作相转移剂,对环己烯、α-蒎烯、β-蒎烯及莰烯进行了环氧化反应,分别得到含有72,53,49和51％环氧化物。这些表明,此反应体系也适用于空阻较大并具有末端双键的β-蒎烯及莰烯的环氧化反应。     

α-蒎烯与氧气氧化的过程跟踪及其产物

α-蒎烯作为重要化工原料被广泛应用于医药和香料行业,为了解α-蒎烯在较低温度下氧气氧化过程性质,采用小型密闭压力容器试验(MCPVT)装置跟踪测定α-蒎烯与氧气氧化的过程压力和温度变化,利用碘量法测定过氧化物浓度,用气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)分析了α-蒎烯氧化产物。结果表明,α-蒎烯与氧气的自氧化温度为85℃,氧化过程可分为三个阶段:氧气缓慢吸收阶段、快速氧化反应阶段以及氧化稳定持续阶段。此外,根据升温氧化实验,当α-蒎烯质量为0.87 g,氧气压力为0.5 MPa,温度达116℃时,该反应发生了温度和压力突变现象,具有潜在的失控危险性。α-蒎烯氧化主要发生在双键和烯丙位碳氢键上,二级碳氢烯丙基产物选择性明显高于一级碳氢烯丙基产物。     

α-蒎烯高选择性环氧化合成2,3-环氧蒎烷的研究

笔者以α-蒎烯为原料高选择性环氧化合成2,3-环氧蒎烷。探讨了过氧乙酸浓度及用量、碳酸钠用量、溶剂类型、反应温度及反应时间等对α-蒎烯转化率、2,3-环氧蒎烷选择性及产物组成的影响;确定了适宜的环氧化反应条件:反应温度为0～10℃;过氧乙酸浓度2.0 mol/L,α-蒎烯与过氧乙酸物质量之比为1∶1.1;α-蒎烯与碳酸钠物质量之比为1∶1.2;反应时间2 h;以氯仿为溶剂,溶剂用量为α-蒎烯与氯仿体积比1∶1.7。在此条件下α-蒎烯转化率为99%以上,2,3-环氧蒎烷的选择性大于95%,反应产物中主要杂质α-龙脑烯醛和3-蒎酮的含量仅为3.3%和1.2%左右。     

萜烯环氧化反应的研究(Ⅰ)烃基过氧化氢非均相催化萜烯环氧化反应的研究

在“110”阳离子交换树脂上载上钼的非均相催化剂,用烃基过氧化氢为氧化剂,对环己烯,苧烯,α-蒎烯,β-蒎烯和莰烯进行环氧化反应的研究。用叔丁基过氧化氢为氧化剂转化为环氧化物相应为99.8,82.5,80.9,71.9和50.6％;用异丙苯过氧化氢为氧化剂转化为环氧化物相应为77.4,77.1,71.2,69.2和35.6％。     

M-ZSM-5催化α-蒎烯空气环氧化反应

采用不同的金属离子交换Na-ZSM-5型分子筛制备M-ZSM-5催化剂.以空气作为氧化剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,用M-ZSM-5催化环氧化α-蒎烯.采用XRD和IR对催化剂进行表征,结果表明ZSM-5经过离子交换后其基本骨架结构没有发生变化.结果表明Co-ZSM-5的催化活性最高,以1.2%Co-ZSM-5型分子筛为催化剂,空气作为氧化剂并用少量的TBHP作为引发剂,采用DMF作为溶剂,在90℃下反应5 h,α-蒎烯的转化率达84.5%,α-蒎烯环氧化物选择性达78.1%.催化剂经过回收利用,发现催化效果基本保持一致.     

单萜类化合物的環氧化反应及其产物的化学轉變 Ⅰ.α-蒎烯环氧化物和别罗勒烯二环氧化物的形成及其反应

早在1909年就用过苯甲酸对一系列单萜类化合物进行了环氧化反应;以后等又用过乙酸进行了类似的反应。近年来利用单过邻苯二甲酸与单萜化合物发生环氧化反应,結果颇令人滿意。研究单萜环氧化物的一系列性貭,不仅具有理論上的意义,并且已用于香料合成工业中。α-蒎烯(Ⅰ)經环氧化反应后,得α-蒎烯环氧化物(Ⅱ),后者在酸性催化剂作用下,发生重排,生成龙脑烯醛(Campholenaldehyde,Ⅲ)及其他异构体。龙脑烯醛与丙酮或丁酮在硷性介貭中发生縮合,产物具有与紫罗兰酮相似的香味。     

左旋β蒎烯选择性氧化合成右旋诺蒎酮的研究

以(-)β蒎烯为原料,经选择性氧化合成(+)诺蒎酮,分析了在不同氧化剂及溶剂体系下β蒎烯的氧化行为。研究了β蒎烯与高锰酸钾摩尔比、硫酸与高锰酸钾摩尔比、溶剂类型、反应温度、反应时间等因素对β蒎烯氧化转化率和诺蒎酮产物选择性的影响。结果表明,左旋β蒎烯选择性氧化合成右旋诺蒎酮适宜的氧化工艺条件：β蒎烯与高锰酸钾摩尔比为1∶3,硫酸与高锰酸钾摩尔比0.054∶1,以丙酮为溶剂,反应温度为15~25 ℃,反应时间为5 h。此条件下β蒎烯转化率为94.15 %,诺蒎酮选择性为89.19 %,诺蒎酮得率为83.97 %,纯度为95.29 %,比旋光度为[α]18D+33.86°(c 1.01, CHCl3)。另外,采用IR、GC-MS、1H NMR和13C NMR等对诺蒎酮结构进行了表征。     

α-蒎烯快速均相催化异构化研究

以磷钼酸为催化剂,α-蒎烯或松节油可在较低的温度下快速异构化为α-松油烯、柠檬烯、γ-松油烯、异松油烯.反应介质的极性对磷钼酸催化下的α-蒎烯异构化的反应活性和主产物选择性影响显著.在中等极性溶剂四氢呋喃中,研究了催化剂用量、反应温度、反应时间等因素对α-蒎烯均相异构反应的影响,得出了较合适的反应条件.     

α-蒎烯水合反应动力学研究

以强酸性阳离子大孔交换树脂Lewatit2620为催化剂,催化α-蒎烯水合反应,获得主要产物α-松油醇.在催化反应中,部分α-蒎烯发生异构化反应,生成单环萜烯,影响松油醇的收率.在搅拌釜反应器内分别考察了催化剂种类、溶剂种类、催化剂用量、反应物配比、温度及反应时间对α-蒎烯转化率和α-松油醇收率的影响.结果表明,优化反应条件为:催化剂用量为每克总液体炉料使用催化剂0.20g,m(α-蒎烯)∶m(水)∶m(溶剂y)=1∶0.13∶2,反应温度333.15K,反应时间4h,此时α-蒎烯转化率为98%,松油醇的收率为36%.本文建立拟均相(PH)模型来研究α-蒎烯直接水合反应的动力学,并估算出动力学参数,通过模型得到的计算值与实验值是吻合的,故PH模型适用于α-蒎烯的直接水合反应.用准一级动力学模型确定了各反应的反应速率常数的表达式.     

2,3-环氧蒎烷的合成

先以45 wt%的工业H2O2为原料,制备过氧乙酸,然后以过氧乙酸作为环氧化剂,研究反应温度、时间、酸接受体用量、过氧乙酸/α-蒎烯质量比等工艺条件对2,3-环氧蒎烷含量的影响。研究结果表明,在最佳工艺条件下,反应收率可达到89.35%。     

超声辅助金属复合氧化物催化混合烯烃与空气的环氧化

采用超声波反应器,以最廉价无污染的空气作为氧化剂,DMF为溶剂,在未加任何还原剂的温和条件下以混合金属氧化物(Co-SnO2和Co-ZnO)为催化剂催化混合烯烃与空气的环氧化反应,探讨了相关反应条件,并用UV-Vis表征分子间的相互作用.实验结果表明,当以10∶1 Co-SnO2为催化剂时,α-甲基苯乙烯和α-蒎烯的比例为1∶5时二者均达到最好转化率(94.1 mol％和75.7 mol％)和环氧选择性(85.0％和85.4％).     

分级结构MCM-22分子筛高效催化α-蒎烯异构化

具有微孔-介孔分级结构的MCM-22分子筛被应用于催化α-蒎烯异构化合成莰烯和柠檬烯的反应中,并表现出优异的催化性能.系统考察溶剂、反应温度、反应时间等对α-蒎烯异构化的影响.MCM-22催化α-蒎烯异构化具有效率高的特点,更重要的是其反应-再生循环无需高温处理.循环使用实验表明该催化剂稳定性极好,可多次重复使用.     

Co-ZSM-5(L)复合催化剂的制备及其催化空气环氧化烯烃的研究

合成4-羟基苯甲醛苯甲酰腙(L1)和4-氯苯甲醛苯甲酰腙(L2)两种席夫碱配体,并通过离子交换和离子配位的方式成功制备了Co-ZSM-5(L)金属分子筛/配合物复合催化剂.采用XRD、IR和1 H NMR等手段对催化剂进行表征,表征结果表明交换到分子筛中的Co离子成功与酰腙配体配位,且分子筛的骨架没有发生变化.烯烃催化环氧化反应以空气为氧化剂,TBHP为引发剂,DMF为溶剂在常压下进行反应.结果表明,Co-ZSM-5(L)复合催化剂对苯乙烯,α-蒎烯和α-甲基苯乙烯均表现出非常优异的催化活性,烯烃的转化率均达到82%以上.     

制备蒎酮酸酯香料方法的改进

以α-蒎烯为原料合成蒎酮酸酯香料包括氧化、酯化两步反应.本文着重研究了产率较低的酯化反应,采用催化剂L-20可使酯化反应的产率由文献报道的35%～46%提高至74%～83%.     

蒎酸基双苯酰胺类化合物的合成及其除草活性

以α-蒎烯为原料,经氧化和溴仿反应,得到蒎酸;蒎酸经酰氯化以及与苯胺类化合物的N-酰化反应,合成得到15个蒎烯衍生物--蒎酸基双苯酰胺化合物,其中12个为新化合物.利用1H NMR、13C NMR、IR、MS和元素分析表征了目标化合物的结构.初步生物活性测试结果表明:在100μg/mL浓度下,大部分目标化合物对油菜的胚...     

乙酸〔α—烷基—β—（2,2,3—三甲基—3—环戊烯基）乙基〕酯…

以α－蒎烯为原料，经环氧化等一系列反应，将α－烷基－β－（２，２，３－三甲基－３－环戊烯基）乙醇酯化得到乙酸〔α－烷基－β－（２，２，３－三甲基－３－环戊烯基）乙然〕酯共９个新化合物，通过波谱及色谱确定了它们的结构及含量。     

纳米固体超强酸S2O82-/ZrO2催化的β-蒎烯异构化反应

主要研究了纳米固体超强酸S2O8^2-/ZrO2催化的β-蒎烯异构化反应,实验结果表明,该催化剂具有很高的催化活性和选择性.异构化反应的主产物是莰烯,副产物主要是苧烯、蒈烯、三环烯、α-松油烯和对异丙基甲苯等.异构化反应的最佳条件是：反应温度70℃,反应时间4 h,催化剂用量为β-蒎烯质量的3%.在此最佳条件下,β-蒎烯转化率为100%,莰烯选择性为61.90%.     

α-蒎烯-β-蒎烯共聚物的热稳定性与热降解动力学

以α-蒎烯及β-蒎烯为原料,采用改进的聚合工艺合成了软化点(环球)136.0℃、加纳色(铁钴)3的α-蒎烯-β-蒎烯共聚物.通过耐候性、储存稳定性考察,用热重分析(TG)、差示扫描量热法(DSC)和Phadnis的方法,研究了聚合物的热稳定性以及热降解动力学,结果表明,α-蒎烯-β-蒎烯共聚物具有较高的耐热稳定性,质量损失1.0%时的温度为260.0℃,降解机理遵循反应级数(n=2)模型,活化能为145.65 kJ/mol,频率因子的自然对数为26.08 s-1.     

α-蒎烯色谱分离方法

α-蒎烯是一种重要的天然产物,可被广泛应用于香料、医药及精细有机合成工业,色谱法是其最常用的分离分析方法。其中,毛细管气相色谱法因其具有高效、快速、高灵敏等优点,在α-蒎烯的分离方法中占主要地位。气相色谱一质谱联用技术可以对产品同时进行定性和定量分析,因此其在天然产品中α-蒎烯的分离及α-蒎烯的合成反应中的应用越来越广泛。     

α-蒎烯加氢反应制蒎烷的工艺研究

对蒎烷合成过程所用的Raney镍催化剂的制备工艺条件进行了优化 ,考察了Raney镍催化α—蒎烯加氢制蒎烷过程中反应条件对顺式蒎烷选择性的影响 .进行了工业化试生产 ,当加氢压力为 0 .5 - 0 .8MPa ,温度为 10 0 - 140℃时 ,反应 5h ,蒎烷总得率 98%以上 ,顺式蒎烷选择性大于 95 %.