下载文档原格式
维生素A的制备可以通过多种途径。
1. 天然提取：天然的维生素A由鱼肝油提取，其中海洋鱼类肝脏提取的是视黄醇（维生素A1），淡水鱼类肝脏中提取的是3-脱氢视黄醇，即维生素A2。
2. 化学合成：常见的有Isler路线，即C13-C14-C20。
柠檬醛和丙酮在碱性条件下进行羟醛缩合，得到假紫罗兰酮，在硫酸作用下环合，成为紫罗兰酮，其中β-紫罗兰酮就是路线中所指的C13。
β-紫罗兰酮C13和氯乙酸乙酯在甲醇钠作用下发生Darzens缩合得到缩水甘油酯，再水解、脱羧重排得到C14醛。
再与C6醇制得的格氏试剂缩合，得到C20，这就是视黄醇的主链。
经过一系列重排，最终得到视黄醇。
无论通过哪种方法制备，都要确保生产过程的安全与合规性，并确保产品质量符合相关标准。
广 东 化 工 2012年 第15期· 98 · 第39卷 总第239期假紫罗兰酮环化、重排制备高纯度β-紫罗兰酮的研究吴美玲1，曹瑞伟2，陈朝辉2，邵戴妮1，夏燕华3，邬希敏3(1．绍兴文理学院 化学化工学院，浙江 绍兴 312000；2．浙江医药股份有限公司 新昌制药厂，浙江 新昌 312500；3．浙江医药股份有限公司 维生素厂，浙江 绍兴 312000)[摘 要]将假紫罗兰酮环化得到α、β、γ三种紫罗兰酮的混合物，再用十二羰基铁作催化剂，使混合物重排为高纯度的β-紫罗兰酮。
研究表明：环化反应收率高，催化剂可套用；重排反应β-紫罗兰酮含量大于97 %，对探索高含量、低污染的β-紫罗兰酮工业合成路线具有重要指导作用。
[关键词]β-紫罗兰酮、环化、羰基铁、重排[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0098-01Preparing of High Levels of Pure β-ionone from Pseudoionone viaCyclization and RearrangementMeiling Wu 1, Ruiwei Cao 2, Chaohui Chen 2, Daini Shao 1, Yanhua Xia 3, Ximin Wu 3(1. Shaoxing University, Shaoxing 312000；2. Xinchang Pharmaceutical Factory, Zhejiang Medicine Co., Ltd., Xinchang 312500；3. Vitamin Factory, Zhejiang Medicine Co., Ltd., Shaoxing 312000, China)Abstract: A mixture composed of α, β, γ-ionones can be prepared from pseudoionone via cyclization, which can be further converted to high levels of pure β-ionone via rearrangement using Fe 3(CO)12 as the catalyst. The new β-ionone synthesis route proposed has the following advantages, such as high yield of the cyclization reaction, recovery and reuse of the catalyst Fe 3(CO)12, and high levels of pure product β-ionone(>97 %), which is of great importance to explore a route for the synthesis of β-ionone in high purity and friendly environment.Keywords: β-ionone ；cyclization ；Fe 3(CO)12；rearrangementβ-紫罗兰酮为浅黄色液体，具有浓郁的紫罗兰香气、接近烟草的木香，且带有果香、甜的膏香，是一种名贵的合成香料，广泛用于食品、香料及化妆品中，同时也是一种重要的中间体，是合成维生素A 、E 、β-胡萝卜素、视黄酸、叶绿醇等的重要原料[1]。
α-紫罗兰酮物化性质存在于Boronia megastigma精油中，为a-和β-紫罗兰酮的混合物。
紫罗兰酮为浅黄色粘稠液体。
a体具有甜花香；沸点146 ～147℃（28毫米汞柱），密度0.9298克/厘米3（21℃）；溶于乙醇、乙醚和丙酮。
β体具有类似松木香，稀时类似紫罗兰香；沸点140℃（18毫米汞柱），相对密度 0.9462（20/4 ℃）；溶于乙醇、乙醚。
紫罗兰酮又叫“香堇酮”，紫罗兰酮的气味因与紫罗兰花朵散发出来的香气相同而得名，它又称环柠檬烯丙酮，是一种重要的合成香料。
1893年蒂曼(Tiemann)首次合成了紫罗兰酮，这在合成香料的历史上具有划时代的意义。
它在自然界中广泛存在于高茎当归、金合欢、琴叶岩薄荷、大柱波罗尼花、广木香根茎、指甲花、悬钩子、西红柿、龙涎香、紫罗兰等中紫罗兰酮的分子式为C13H20O，根据其双键位置的不同，存在α、β、γ3种异构体，在自然界中多以α和β两种异构体的混合体形式存在，γ体较为罕见紫罗兰酮的香味是有力的甜木香味并带果香，微苦，然后是花木香。
紫罗兰酮因本身存在异构体，在合成过程中又容易生成其他副产物，因此难以制得高纯度的紫罗兰酮产品，所以产品的香气就有所差异。
从香气上讲，α-紫罗兰酮比β-紫罗兰酮更令调香师喜爱。
市场上出售的紫罗兰酮一般是α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮2种异构体的混合体，在香料工业上使用的是以α-紫罗兰酮为主的产品，而β-紫紫罗兰酮则主要用于医药工业，γ-紫罗兰酮无工业化产品。
合成方法合成紫罗兰酮的方法主要有2种。
一种是全合成法，即以乙炔与丙酮为起始原料的合成路线和以异戊二烯为起始原料的合成路线，对纯度要求很高的β-紫罗兰酮(医药工业用)可采用全合成法；另一种是半合成法，即以天然精油中所含的柠檬醛和松节油中所含α-蒎烯为起始原料的合成路线。
本文以山苍子精油为原料的半合成法进行讨论目前多采用从天然植物中提取的柠檬醛来合成紫罗兰酮。
20世纪50年代以前是从亚热带生长的柠檬草中提取柠檬醛，而现在都改用中国产山苍子精油为原料提取柠檬醛。
3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮的化学结构3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮是一种有机化合物，也被称为HTCC，是由紫罗兰酮（HPLC）衍生而来的化合物。
它是一种强效、广谱的自由基清除剂，具有优异的生物活性，并被广泛应用于抗氧化和抗癌研究领域。
其化学结构如下所示：在本文中，将介绍3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮的化学结构、性质、制备以及应用等相关内容。
化学结构3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮是一种具有芳香环和杂环结构的有机化合物。
它由两个重要的基团组成：β-紫罗兰酮环和3-羟基-5,6-环氧基官能团。
β-紫罗兰酮环具有一些特殊的化学性质，如亲电性、氧化还原活性和强酸性，这些性质使得3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮成为一种对自由基具有强大清除能力的分子。
3-羟基-5,6-环氧基官能团的加入不但可以增加分子的水溶性，降低毒性，而且可以进一步增强化合物的自由基清除作用。
性质3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮的化学性质与其结构密切相关。
在碱性介质中，羟基会受到去质子化，使化合物失去抗氧化活性。
而在弱酸性介质中，化合物表现出比较优异的抗氧化性能。
化合物具有很好的可溶性，可以在水和有机溶剂中溶解。
此外，3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮的抗氧化性能受环境pH、反应时间和温度等因素的影响。
制备3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮可以通过化学合成、微生物发酵等方法来制备。
下面是其中一种常见的合成方法：将3-羟基-4-甲氧基苯甲醛、β-萘酚、吡唑酮、四甲基膦和叔丁醇加入反应瓶，通过酯化、脱保护、环化、酸化等一系列反应步骤，最终制得3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮。
这种方法的高效性和环境友好性使其成为大规模生产的主要方法之一。
应用3-羟基-5,6-环氧基-β-紫罗兰酮的抗氧化和抗癌作用已被广泛研究和应用。
本章节将重点介绍其在抗癌、促进心血管健康和改善神经系统功能等方面的应用。
目录一、紫罗兰酮的研究背景简介 .................................................................................. - 1 -二、合成方法简介......................................................................................................... - 2 -三、实验部分 .................................................................................................................. - 3 -3.1.实验原理 ............................................................................................................ - 3 -3.3、实验步骤......................................................................................................... - 4 -四、结果与讨论.............................................................................................................. - 5 -4.1.1 丙酮与柠檬醛配比对反应的影响 .......................................................... - 5 -4.1.3 反应时间对反应的影响............................................................................. - 6 -4.2.1 催化剂对反应的影响 ................................................................................. - 6 -4.2.2 反应时间对反应的影响............................................................................. - 6 - 五．结论 ........................................................................................................................... - 6 - 六．参考文献 .................................................................................................................. - 7 -紫罗兰酮一、紫罗兰酮的研究背景简介紫罗兰酮的气味因为与紫罗兰花散发出来的香味相同而得名,它又被称为环柠檬烯丙酮,是一种重要的合成香料.1893年,蒂曼首次合成了紫罗兰酮,在这合成香料的历史上有划时代的意义,它在自然界中广泛地存在于高茎当归，合金欢,大柱波罗尼花,西红柿,指甲花等中,紫罗兰酮的分子式为C 13H 20O,根据双键位置的不同,存在α体,β体和γ体3种同分异构体,在自然界中多以α体,β体这两种异构的混合形式存在, γ-体较为少见,其结构如下:CH 3H 3C H C CH 3C H CO CH 3CH 3H 3C H C CH 3C HC O CH 3CH 3H 3C H C CH 2C H C O 3α-紫罗兰酮 β-紫罗兰酮 γ-紫罗兰酮表1:紫罗兰酮的理化常数如下:紫罗兰酮为无色至淡黄色的透明液体,不溶于水和丙二醇,可溶解于乙醇和油中.化学性质稳定,不会导致变色,紫罗兰香味柔和淳厚而留长,具有甜的花香兼木香,并带有果香和香脂香.紫罗兰酮的各种异构体因结构上双键位置不同而出现了香味差异, α-紫罗兰酮具有类似于紫罗兰花和鸢尾花的甜香,被稀释以后则具有柔和而浓郁的紫罗兰花香; β-紫罗兰酮香气较柔和而木香稍重,具有覆盆子的香味,被稀释以后有类似紫罗兰花和柏木香味; γ-紫罗兰酮具有类似香堇型香气,更具有龙涎香气息.紫罗兰酮的香味是有力的甜木香味并带有果香,微苦,然后是花木香,紫罗兰酮因本身存在异构体,在合成过程中又容易生成副产物,因此很难制得高纯度的紫罗兰酮产品,所以产品的香味就会有差别.从香味上讲α-紫罗兰酮比β-紫罗兰酮更受调香师的喜欢.在香料工业上使用的是以α-紫罗兰酮为主的产品,而β-紫罗兰酮则主要用于医药工业, γ-紫罗兰酮则无工业化产品.二、合成方法简介在合成在中,现在合成紫罗兰酮的方法主要有两种.一种是全合成法,即以乙炔和丙酮为起始原料的合成路线和以异戊二烯为起始原料的合成路线,对纯度要求很高的β-紫罗兰酮(医药工业用)可采用全合成路线,另一种是半合成路线,即以天然精油中所含的柠檬醛和松节油中的α-蒎烯为起始原料的合成路线,目前多采用柠檬醛来合成工业紫罗兰酮,20世纪50年代以前是从亚热带生长的柠檬草中提取柠檬醛,现在都改用中国的苍山子精油为原料提取柠檬醛.苍山子精油里面含有的柠檬醛含量很高,质量分数高达60%-90%,而且产量较高,于是本次实验也采用的是柠檬醛和丙酮来合成紫罗兰酮.三、实验部分3.1.实验原理含α-H 原子的醛(酮)的α-H 原子具有活性,会在碱环境中脱去,而与双键氧相连的碳原子因为电子对偏离呈正电性,会与负电的碳结合,形成缩合产物,即含有一个羟基和一个羰基的化合物.其中正碳那边连接的是为羟基,此时的产物即为假性的紫罗兰酮,然后同样在碱性的条件下,加热,会促使假性紫罗兰酮脱去一分子的水生成烯,即为紫罗兰酮。
CH 3H 3C H C CH 3C H CO CH 3CH 3H 3C H C CH 3C HC O CH 3CH 3H 3C H C CH 2C H C O 3α-紫罗兰酮 β-紫罗兰酮 γ-紫罗兰酮2θH3C CH3CHO CH3+C OH3CH3CH3C CH3HCCH3HC COCH3环化紫罗兰酮3.2.实验主要试剂及仪器100ml三口瓶1个、磁力搅拌器1个，50ml锥形瓶2个,温度计1支(量程为100℃)，水浴锅一个，冰50ml，250ml烧杯1个，分液漏斗1个，滴管1个，10ml量筒1个；柠檬醛10ml(0.891g/L)丙酮30ml(0.7898 g/L)NaOH溶液5ml(质量分数5%)磷酸5ml (质量分数为85%)甲苯18ml表2：主要物料及其物理常数3.3、实验步骤3.3.1假性紫罗兰酮的制备在装有磁力搅拌器、温度计的100ml三口瓶中，加入10ml （0.1mol）柠檬醛和30ml（0.275mol）丙酮，在冰水浴的冷却下慢慢滴加5ml10%的NaOH，在此过程中保持温度不超过25℃，在30分钟内加完。
加入NaOH溶液以后，反应液颜色逐渐变深，会呈现出深褐色,随着反应的进行,溶液的颜色变浅最后变为浅黄色。
将反应器置于温水浴中，保持反应液的温度在25-30℃并且不断搅拌，让它反应2小时以上。
随着反应的进行，颜色逐渐加深，由浅淡黄色变为橘黄色,过程中会闻到越来越浓烈的紫罗兰花香.反应结束后,分液,保留上层的有机层,制得假性紫罗兰酮的体积大约为6ml.3.3.2紫罗兰酮的制备:在三颈烧瓶中加入以1：3比例混合的假性紫罗兰酮和甲苯，烧瓶置于冰水浴中。
在剧烈搅拌下滴入5ml 85%磷酸，约15分钟加完。
加入磷酸后，溶液温度有所升高，溶液颜色进一步加深，变为橘红色。
保持温度为10-15℃反应一个小时。
移去冰浴，将反应物倒入50ml 冰水中，待冰融化后分液，有机层减压蒸馏蒸去甲苯，再用无水氯化钙干燥，得到紫罗兰酮,用一个小锥形瓶将纯净的紫罗兰酮收集起来,制得紫罗兰酮的最终产量大约为3ml.四、结果与讨论4．1 缩合反应的条件4.1.1 丙酮与柠檬醛配比对反应的影响丙酮与柠檬醛配比是影响转化率、收率的首要因素。
不适宜的配比,可加剧柠檬醛、丙酮的自身缩合,柠檬醛与假性紫罗兰酮的连串反应及柠檬醛与水的平行反应等一系列副反应的发生,最终使假性紫罗兰酮的合成收率偏低。
由实验比较可知,酮醛量比以3∶1 为宜。
4.1.2催化剂对反应的影响催化剂对转化率和收率的影响也较明显。
在反应中加入一定量的催化剂,进而使有机相中(柠檬醛油层) 中碱的浓度增大, 便可大大提高界面上碱的活性引起缩合反应发生,提高反应收率,加快反应速度。
4.1.3 反应时间对反应的影响增加反应时间可提高合成收率。
在相同反应条件下，反应72小时所得到产物明显较反应24小时得到的产物香味浓郁。
反应时间越长，香味越浓郁。
4. 2 环化反应的条件4.2.1 催化剂对反应的影响用85%的磷酸催化环化时，假性紫罗兰酮制备紫罗兰酮时收率较高。
4.2.2 反应时间对反应的影响增加反应时间可提高合成收率。
反应时间在48小时左右环化产率较高。
五．结论5.1从山苍子油柠檬醛出发直接合成紫罗兰酮,缩合的最佳条件为:以10ml 柠檬醛为基准,5%NaOH作催化剂, v(丙酮) ∶v(柠檬醛) = 3∶1 , v (催化剂) ∶v (柠檬醛) = 1∶2 ,催化剂(NaOH 水溶液) 质量分数为5 % ,反应温度35 ℃,缩合收率可达60 %;环化反应: 以6ml 假性紫罗兰酮为基准,甲苯作溶剂,85%磷酸作催化剂, v (催化剂) ∶v (假性紫罗兰酮) = 5∶6 , v (甲苯) ∶(假性紫罗兰酮) = 3∶1 , 反应温度10 ℃, 环化收率可达50 %。
产品总收率达30 %。
5.2以NaOH 水溶液催化剂为缩合剂,可使缩合反应的收率平均提高3～5 个百分点,反应时间缩短112 h 左右。
5.3环化反应宜在溶剂相对密度大、低温、强酸性介质中进行。
5.4 本工艺具有反应条件温和,单耗低,易于工业化等特点。
六．参考文献[1] 刘树文。
《合成香料技术手册》。
中国轻工业出版社，2000，7；[2]《精细化工》第19卷第3期，2002，3；[3] 胡宏纹《有机化学》（第三版），高等教育出版社。
