邻香兰素乙二醇缩醛的合成
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一、实验目的1. 了解香兰素的性质和制备方法。
2. 掌握实验室制备香兰素的基本操作技能。
3. 通过实验,加深对有机合成反应原理的理解。
二、实验原理香兰素(Vanillin)是一种具有特殊香味的有机化合物,广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
其化学名称为3-甲氧基-4-羟基苯甲醇,分子式为C8H8O3。
香兰素可以通过多种方法制备,其中较为常见的方法有丁香酚法、邻苯二酚法等。
本实验采用丁香酚法制备香兰素。
该方法以丁香酚为原料,经过异构化、酯化、水解等步骤,最终得到香兰素。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 丁香酚- 甲醇- 硫酸- 氢氧化钠- 碳酸钠- 香兰素标准品2. 实验仪器:- 250mL三口烧瓶- 电动搅拌器- 热水浴- 冷却水浴- 精密移液管- 分光光度计- 紫外可见分光光度计- 蒸馏装置四、实验步骤1. 异构化反应- 将0.1mol的丁香酚加入250mL三口烧瓶中,加入50mL甲醇,搅拌溶解。
- 加入0.1mol的硫酸,搅拌均匀。
- 将反应混合物置于热水浴中加热,保持60℃反应2小时。
2. 酯化反应- 将反应混合物冷却至室温,加入0.1mol的氢氧化钠溶液,调节pH值至7.0。
- 加入0.1mol的碳酸钠溶液,中和过量氢氧化钠。
- 将反应混合物置于冷却水浴中,搅拌2小时。
3. 水解反应- 将反应混合物转移至蒸馏装置中,加入适量的水,进行蒸馏。
- 收集蒸馏液,加入适量的活性炭,搅拌脱色。
- 将脱色后的溶液过滤,得到滤液。
4. 测定香兰素含量- 使用紫外可见分光光度计测定滤液中的香兰素含量。
- 标准曲线绘制:以香兰素标准品为基准,绘制标准曲线。
五、实验结果与分析1. 异构化反应:反应过程中,丁香酚在硫酸催化下发生异构化反应,生成对甲氧基苯酚。
2. 酯化反应:对甲氧基苯酚与氢氧化钠反应生成对甲氧基苯氧基钠,再与碳酸钠反应生成对甲氧基苯氧基钠盐。
3. 水解反应:对甲氧基苯氧基钠盐在水中发生水解反应,生成香兰素。
香兰素合成香兰素(Vanillin)是一种常见的香料,具有强烈的香气和甜味。
它广泛应用于食品、化妆品和医药等领域。
香兰素最早是从香草中提取得到的,但是由于香草资源有限且成本较高,人们开始研究合成香兰素的方法。
香兰素的合成方法有多种,其中最常用的是酚醛法。
酚醛法是利用酚和醛的反应生成香兰素。
首先,将酚和醛混合,加入一定的催化剂,进行反应。
反应过程中,催化剂起到加速反应速度的作用。
经过一系列的反应,最终生成香兰素。
酚醛法合成香兰素的优点是反应条件温和,反应时间短,产率高。
这种方法已经得到了广泛应用。
除了酚醛法,还有其他一些合成香兰素的方法。
例如,通过苯酚和甲醛的反应也可以得到香兰素。
这种方法的原理与酚醛法类似,只是反应条件和催化剂不同。
另外,还有一种通过间苯二酚和甲醛的反应合成香兰素的方法。
这种方法的优点是原料易得,但反应条件较为苛刻。
除了合成香兰素的方法,人们还研究了提高合成效率的方法。
例如,通过改变反应温度、反应时间、催化剂的种类和用量等条件,可以提高合成香兰素的产率。
此外,还可以利用超声波辅助合成的方法,使反应更加快速高效。
合成香兰素不仅可以解决香草资源有限的问题,还可以控制香兰素的质量和成本。
通过合成,可以得到纯度较高的香兰素,避免了香草中其他成分的干扰。
此外,合成香兰素的成本相对较低,可以大规模生产,满足市场需求。
香兰素合成的研究不仅对食品和香精行业有重要意义,还对药物合成领域具有应用价值。
香兰素具有一定的药理活性,可以用于药物的研发和合成。
通过合成香兰素,可以改良药物的性质,提高药效和稳定性。
香兰素的合成方法多种多样,酚醛法是其中常用的一种方法。
通过合成,可以解决香草资源有限的问题,并且控制香兰素的质量和成本。
香兰素合成的研究对食品、香精和药物等领域都具有重要意义。
随着科学技术的不断进步,相信将会有更多高效、环保的合成方法被开发出来,推动香兰素合成技术的发展。
香兰素生物合成的研究进展一、本文概述香兰素,也称为4-羟基-3-甲氧基苯甲醛,是一种重要的有机化合物,具有独特的香气和广泛的应用价值。
作为一种天然香料,香兰素在食品、化妆品和烟草等行业中有着广泛的应用。
香兰素也是合成许多重要化合物的中间体,如药物、染料和农药等。
因此,香兰素的生物合成研究一直备受关注。
本文旨在综述近年来香兰素生物合成的研究进展,重点关注生物合成途径、关键酶和基因工程等方面的研究。
通过对相关文献的梳理和分析,本文总结了香兰素生物合成的不同途径,包括莽草酸途径、苯丙氨酸途径和酪氨酸途径等,并深入探讨了各途径中的关键酶及其催化机制。
本文还介绍了利用基因工程技术在微生物中构建香兰素生物合成途径的研究进展,为香兰素的工业化生产提供了新的思路和方法。
通过对香兰素生物合成研究的综述,本文旨在为相关领域的研究人员提供全面的信息和参考,推动香兰素生物合成技术的进一步发展和应用。
本文也期望能够引起更多学者对香兰素生物合成的关注和研究,共同推动该领域的发展。
二、香兰素生物合成的途径香兰素,又称香草醛,是一种重要的香料和有机合成中间体,广泛应用于食品、化妆品和医药等行业。
近年来,随着生物技术的快速发展,香兰素的生物合成途径逐渐成为研究热点。
传统的香兰素合成方法主要依赖于化学合成,但这种方法存在环境污染、能源消耗大等问题。
相比之下,生物合成途径具有环保、可持续等优势,因此备受关注。
目前,香兰素的生物合成途径主要包括两条:一是通过植物提取,二是通过微生物发酵。
植物提取法主要利用香草等植物的提取物,经过提取、分离、纯化等步骤得到香兰素。
这种方法虽然环保,但提取效率较低,成本较高。
微生物发酵法则是利用特定的微生物菌株,通过发酵过程产生香兰素。
这种方法具有原料来源广泛、生产效率高、成本低等优势。
目前,已经有一些微生物菌株被报道能够产生香兰素,如某些真菌和细菌。
这些菌株通过代谢途径中的一系列酶催化反应,将简单的碳源和氮源转化为香兰素。
邻位香兰素的合成工艺-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在化学领域中,邻位香兰素是一种重要的有机化合物,具有广泛的应用价值。
它被广泛应用于食品、香水、药品等各个领域。
根据需求,合成邻位香兰素的工艺也需要不断优化,以提高产率和减少成本。
本文将重点探讨邻位香兰素的合成工艺,包括其意义、合成工艺步骤及优化方向,以期为相关研究和生产提供参考和指导。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三部分。
引言部分将介绍邻位香兰素的概念和意义,引出本文的研究目的和重要性。
正文部分将详细介绍邻位香兰素的意义,包括其在药物合成、香精制备等方面的重要性;然后介绍邻位香兰素的合成工艺步骤,包括反应条件、催化剂选择等方面;最后介绍合成工艺的优化方法,包括反应条件优化、催化剂改进等内容。
结论部分将对全文内容进行总结,展望邻位香兰素合成工艺的发展前景,并给出结论和建议。
1.3 目的:本文旨在探讨邻位香兰素的合成工艺,通过分析其合成步骤和优化方法,可以更全面地了解邻位香兰素的意义和应用领域。
同时,通过研究合成工艺的优化,可以提高邻位香兰素的合成效率和产率,为相关领域的研究和应用提供更有力的支持。
通过本文的研究和讨论,希望能为相关领域的科研工作者提供参考和借鉴,推动邻位香兰素的合成工艺进一步发展和应用。
2.正文2.1 邻位香兰素的意义邻位香兰素是一种重要的有机化合物,具有广泛的应用价值。
它在食品、医药、香料等领域都有着重要的作用。
首先,在医药领域,邻位香兰素常被用作药物合成的重要中间体,可以制备多种药物,如抗生素、抗癌药物等。
其合成工艺的研究和优化能够提高药物的产率和质量,对医药行业具有重要意义。
其次,在食品工业中,邻位香兰素常被用作食品添加剂,具有增香、增味的作用。
如在饮料、糕点、糖果等食品中广泛应用。
合成出高纯度的邻位香兰素,可以确保食品的质量和安全性。
此外,在香料行业,邻位香兰素也是一种重要的香料成分,被广泛应用于香水、肥皂、洗发露等产品中,为产品赋予独特的香味。
香兰素1,2-辛二醇缩醛的合成武振峰;周翔;丁凤美;邢志奇【摘要】以香兰素和1,2-辛二醇为原料,磷酸为催化剂,正己烷为带水剂合成香兰素1,2-辛二醇缩醛。
研究了醛醇摩尔比、催化剂种类及用量、带水剂种类、反应时间等因素对缩醛收率的影响。
合成较佳工艺条件为:n(香兰素):n(1,2-辛二醇)=1:1.5,85%磷酸用量为香兰素的3.29%,带水剂正己烷体积与香兰素质量比为2.63 mL/ g,78℃左右回流8 h,后处理得淡黄色黏稠状液体,为香兰素1,2-辛二醇缩醛。
反应收率最高达83.4%,反应重现性较好,产物纯度为95.2%。
%Vanillin 1,2-octanediol acetal was synthesized from vanillin and 1,2-octanediol using phos-phoric acid as the catalyst and hexane as the water-carrying agent. Effects of molar ratio of vanillin and 1, 2-octanediol,the type and quantity of catalysts,the type of water-carrying agent,and reaction time on yield were investigated. The relatively optimal condition was obtained as:n(vanillin): n(1,2-octanediol) =1: 1. 5,the amount of 85% phosphoric acid is 3. 29% of the mass of vanillin,the volume of the water-car-rying agent hexane is 2. 63 mL/ g of vanillin,and reflux at about 78 ℃ for 8 h. The product is pale yellow viscous liquid after purified. The yield of vanillin 1,2-octanediol acetal reached 83. 4% ,and showed good reproducibility. The purity of the product was 95. 2% .【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P817-820)【关键词】香兰素;1,2-辛二醇;香兰素 1,2-辛二醇缩醛;缩醛反应【作者】武振峰;周翔;丁凤美;邢志奇【作者单位】东华大学化学化工与生物工程学院,上海 201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海 201620; 东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海 201620; 东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海 201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TQ072;TQ073醛或酮与醇缩合生成缩醛或缩酮的反应,常被用来保护醛基或羟基,或合成化工产品中间体。
本科生毕业论文(申请学士学位)论文题目香兰素的合成及其性质研究作者姓名X X所学专业名称化学工程与工艺指导教师XXX2014年5月28日目录摘要 (1)Abstract (1)1 绪论 (2)1.1 选题目的和意义 (2)1.2 研究现状 (3)1.2.1 愈创木酚法 (3)1.2.2 甲醛法 (3)1.2.3 三氯乙醛法 (3)1.2.4 木质素法 (4)1.2.5 对羟基苯甲醛法 (4)1.2.6 香兰素合成方法比较 (5)1.3 研究内容 (5)2 实验部分 (5)2.1 实验试剂与仪器 (5)2.1.1 实验试剂 (5)2.1.2 实验仪器 (6)2.2 实验步骤 (6)2.2.1 合成原理 (6)2.2.1 生产工艺 (7)3 结果与讨论 (7)3.1 定性分析 (7)3.2 定量分析 (9)3.3 熔点法测产物的熔程 (10)4 香兰素的性质研究 (10)4.1 物理性质 (10)4.2 化学性质 (10)4.3 毒理学性质 (11)5 结论 (11)参考文献 (11)致谢 (12)香兰素的合成及其性质研究摘要:香兰素作为一种重要的食品添加剂和香料产品,是人类最先合成的香料产品之一,也是当前世界上产量最大的合成香料,具有非常重要的地位。
本文主要介绍了目前国内外香兰素合成的工艺现状、发展趋势及一些有研究前景的工艺路线,如乙醛酸法,木质素法等,同时尝试使用由对羟基苯甲醛进行溴化得到3-溴-4-羟基苯甲醛,然后3-溴-4-羟基苯甲醛再进行甲氧基化得到香兰,再经纯化得到95%以上的香兰素,研究的立足点突出在简单易行的工艺条件,提供了可供工业化生产参考的工艺参数。
关键词:对羟基苯甲醛;3-溴-4-羟基苯甲醛;香兰素Study on the synthesis and properties of VanillinAbstract:Vanillin as a kind of important products, food additives and spices is one of the first synthetic spices products, is currently the world's largest output of synthetic spices, have very important position. Of vanillin at home and abroad is mainly introduced in this paper synthesis technology present situation, development trend and some research prospects of process route, such as method of glyoxalic acid, lignin method, etc., at the same time try to use by bromination of hydroxy benzaldehyde get a 3-bromine-4- hydroxy benzaldehyde, then 3-bromine-4-hydroxy benzaldehyde to methoxyl get vanilla, then through purification by more than 95% of vanillin, the foothold is outstanding in simple process conditions, provides the reference for industrial production process parameters.Key words: p-HBA, 3-dibromo-4-hydroxybenzadlehyde, vanillin1 绪论1.1 选题目的和意义香兰素的化学名为4-羟基-3-甲氧基苯甲醛,别名香草醛香兰醛、香荚兰醛、香荚兰素等,分子式:C8H8O3,分子量:152.15,熔点82-83℃,结构式:OHOO3香兰素学名为3-甲氧基-4-羟基苯甲醛,也称之为香草醛。
do i:10.3969/j .iss n.1002-154X .2010.05.015邻香兰素乙二醇缩醛的合成杨 郭 颜 杰 李 莉 谭文渊(四川理工学院,四川自贡643000)摘 要 讨论了影响邻香兰素乙二醇缩醛的合成工艺影响因素。
利用单因素实验方法,分别研究了反应时间,溶剂用量,乙二醇用量对邻香兰素乙二醇缩醛的收率的影响。
以邻香兰素乙二醇缩醛的收率为指标,结果表明较优的合成条件是:反应时间为4h,溶剂用量为50mL,乙二醇用量为20mL 。
为邻香兰素的进一步开发和利用提供了参考,同时也为邻香兰素的醛基保护提供了一种可以参考的途径。
关键词 邻香兰素 缩醛 醛基保护 高效液相色谱收稿日期:2010-04-14作者简介:杨郭(1980~),男,实验师,主要从事天然产物的修饰与分离。
Synthesis of o -Van illi n ethylene glycol Acet alYang Guo Yan J ie L i L i Tan W enyuan(Sichuan University Of Science and Engineering )Abstract The affected fact ors on synthesis of o -vanillin ethylene glycol Acetal were discussed .The single fac 2t or method was app lied in the experi m ent,and the reacti on ti m e,the volume of s olvent and ethylene glycol were als o researched .W ith the ai m of yields of o -vanillin ethylene glycol,the result indicated that the op ti m um reacti on con 2diti on as foll ows:the reacti on ti m e was 4hours,the volu me of s olvent was 50mL and the a mount of ethylene glycol was 20mL.This study p r ovided a reference about utilizati on and devel opment of o -vanillin further more,although it offered a referent way about the aldehyde gr oup p r otecti on of o -vanillin .Keywords o -vanillin acetal aldehyde gr oup p r otecti on HP LC 邻香兰素具有浓郁的芳香性[1],纯度较高的邻香兰素呈淡绿色的针形晶体,溶于乙腈,甲醇,乙醚等有机溶剂,也溶于水[2,3]。
邻香兰素主要用于药物中间体的合成以及电镀行业[4]。
由于邻香兰素上有醛基,羟基,甲氧基3个基团,当以邻香兰素作为原料在其基础之上合成药物中间体的时候[5],往往需要考虑对其上的醛基进行保护。
本文以邻香兰素和乙二醇为原料,对甲苯磺酸作为催化剂,乙腈作为溶剂同时乙腈也为带水剂,以邻香兰素乙二醇缩醛的收率为指标,考察了反应时间,溶剂用量,乙二醇用量对反应的影响。
1实验部分1.1 试剂与仪器邻香兰素(分析纯),乙二醇(分析纯),对甲苯磺酸(分析纯),乙腈(分析纯),邻香兰素乙二醇缩醛对照品(自制),薄层层析板G (青岛海洋化工厂)电热鼓风干燥箱(上海和良电子科技有限公司),电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司),三用紫外分析仪(天津市光学仪器厂),分析型/半制备液相色谱仪(美国安捷伦公司)1.2 反应原理以邻香兰素和乙二醇为原料,乙腈作为溶剂,对甲苯磺酸作为催化剂,在77℃的条件下反应4h,得到邻香兰素乙二醇缩醛,如图1所示。
—84—第24卷第5期2010年5月 化工时刊Chem i ca l I ndu s try Ti m e s Vo l .24,No.5M ay .5.2010图1 合成路线图F ig .1 The syn the tic r o u te1.3 分析方法的建立1.3.1 对照品的制备使用分析型/半制备液相色谱仪制备邻香兰素乙二醇缩醛对照品,条件如下:流动相:水∶乙腈50∶50(V /V ),流速:4mL /m in 柱温:25℃,检测器波长:285n m 。
得到对照品17.00mg 1.3.2 标准曲线的建立把17.00mg 对照品配置成1.700mg/mL 的储备液,分别取5.0、4.5、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.5、0mL 缩醛储备液配制成浓度为0.850、0.765、0.680、0.595、0.510、0.425、0.340、0.255、0.170mg/mL 的溶液,每次取15μL 上述浓度的溶液进行LC 分析,得到缩醛的浓度对峰面积的标准曲线见图2。
图2 邻香兰素乙二醇缩醛标准曲线F ig.2 s tanda rd cu rve o f 2-(1,3-d i o xo lan -2-yl )-6-m e tho xyp heno l 根据峰面积和邻香兰素乙二醇缩醛的浓度关系得出标准曲线:y-0.01987+6.30116E -5x相关系数R0.999y :邻香兰素乙二醇缩醛的浓度(mg/mL )x :邻香兰素乙二醇缩醛的峰面积(mAV )1.4 试验步骤在装有磁力搅拌器和分水器的三口烧瓶中加入邻香兰素1.5215g (10mmol )、乙二醇1.2mL (约20mmol )和乙腈50mL,对甲苯磺酸0.0825g,于77℃水浴中加热4h,利用高效液相色谱跟踪反应,根据邻香兰素乙二醇缩醛的峰面积和浓度的标准曲线计算出邻香兰素乙二醇缩醛的收率为82.14%。
2分析与讨论2.1 反应时间对缩醛产率的影响在加入的原料与乙二醇配比一定,催化剂用量一定,溶剂用量一定的情况下,以缩醛的产率为目标,分别考察反应2、4、6、8、10h 时缩醛产物的产率。
图3 时间对反应产率的影响F ig.3 Effec ti o n o f ti m e t o yi e ld根据图3我们可以得出:在最初的前4h 时间里,缩醛的产率增加的较快,当反应时间超过4h 后,缩醛的产率随着反应时间的延长,呈缓慢增加的趋势,从实验成本的角度出发,确定较优的反应时间为4h 。
2.2 溶剂用量对缩醛产率的影响在加入的原料与乙二醇配比一定,催化剂用量一定时,反应时间为4h 的条件下,以缩醛的产率为目标,分别考察溶剂用量为:30、40、50、60、70mL 时缩醛的产率。
图4 溶剂用量对反应产率的影响F i g.4 Effec ti o n o f so lve n t vo lum e t o yie l d 从图4我们可以得出如下结论;溶剂用量对缩醛产率的影响呈现先增加后减小的趋势,当溶剂用量小于50mL 时,缩醛的产率随着溶剂用量的增加而增大,当溶剂用量大于50mL 时,缩醛的产率随着溶剂—94—杨 郭等 邻香兰素乙二醇缩醛的合成 20101Vo l 124,No.5 化工时刊用量的增大而减小,当溶剂用量为50mL 时,缩醛的产率最大为:68.67%。
2.3 乙二醇用量对缩醛产率的影响在加入的的原料一定,催化剂用量一定时,反应时间为4h 的条件下,乙腈50mL,以缩醛的产率为目标,分别考察乙二醇用量为:20、25、30、35、40mmol 时缩醛的产率。
图5 乙二醇用量对反应产率的影响F ig.5 Effec ti o n o f se thylene g lyco l vo l um e t o yie ld从乙二醇用量对缩醛产率的影响见图5,我们可以发现:当乙二醇用量达到邻香兰素的用量的2倍即20mmol 时,缩醛的产率最大,此后当再增加乙二醇的用量时,对缩醛产率的影响较小,故确定乙二醇的用量为20mmol 。
有上述试验所得到的最佳反应条件为:邻香兰素1.5215g (10mmol )、乙二醇1.2mL (约20mmol )和乙腈50mL,对甲苯磺酸0.0825g,于77℃水浴中加热4h,根据邻香兰素乙二醇缩醛的峰面积和浓度的标准曲线计算出邻香兰素乙二醇缩醛的收率为82.14%。
3结 论 本文利用单因素实验方法,以邻香兰素乙二醇缩醛的产率为目标分别讨论了反应时间,溶剂用量以及乙二醇用量对产物收率的影响,得出了最佳的合成条件为邻香兰素1.5215g (10mmol )、乙二醇1.2mL (约20mmol )和乙腈50mL,对甲苯磺酸0.0825g,于77℃水浴中加热4h,邻香兰素乙二醇缩醛的收率为82.14%。
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有汞法虽然保留了经典方法的快速、简便、准确度高,但汞盐对环境和人体造成危害。
SnCL 2-Ti CL 3-Na 2WO 4-K Mn O 4无汞法,滴定偏差小,但指示剂价格偏高,从而增加实验的成本。
甲基橙指示SnCL 2-K 2Cr O 7无汞法,甲基橙用量大,终点反应迟钝,容易使滴加5%SnCl 2过量得更多,滴定偏差较大,其测定值偏高1%左右。