微波輻射下合成香料水楊酸甲酯的研究

[p]在微波輻射下，以水楊酸和氯化芐為質(zhì)料，NaHCO，作堿劑，四丁基氯化氨(TBAc)為相搬運(yùn)催化劑，碘化鉀為催化劑組成了水楊酸甲酯。研討了水楊酸、NaHCO，、氯化芐和TBAC的摩爾比，堿濃度、微波功率、輻射時(shí)刻等對(duì)產(chǎn)品收率的影響。實(shí)驗(yàn)成果表明：n(水楊酸)：n(NaHCO3)：n(氯化芐)：n(TBAC)：n(KI)=l：1．2：1．0：0．05：0．06，堿濃度為20％，微波功率為320 W，輻射時(shí)刻為4 min，水楊酸甲酯的收率可達(dá)83．6％。[br] 關(guān)鍵字：微波輻射；水楊酸；氯化芐；組成；水楊酸甲酯[br] 水楊酸甲酯學(xué)名鄰羥基苯甲酸苯甲酯，它是一種用處廣泛的人工組成香料，有似龍涎香、琥珀香、麝香氣味。香氣雖弱，但極為耐久，廣泛用作香精的稀釋劑和定香劑，如用于茉莉、鈴蘭、紫丁香等日用香精的定香劑，微量用于杏、香蕉等食用香精中，硝基麝香的溶劑。一起它又是一種具有吸收紫外線活性的化妝品添加劑�？墒谷梭w肌膚免受紫外線損傷。當(dāng)前，文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的組成辦法主要有以下四種，榜首種辦法是在酸(硫酸，磷酸等)催化下以水楊酸和苯甲醇經(jīng)酯化反響而制得圓，此法盡管工藝?yán)暇�，所用的催化劑價(jià)廉易得，但存在著設(shè)備易腐蝕，發(fā)生的廢水污染環(huán)境等問(wèn)題。第二種辦法是經(jīng)過(guò)水楊酸甲酯與苯甲醇進(jìn)行酯交換反響來(lái)組成水楊酸甲酯，該法的生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。第三種辦法是在乙二胺催化下由水楊酸鈉和氯化芐在無(wú)水條件下經(jīng)親核替代反響制得，這種辦法反響周期長(zhǎng)，耗能大，發(fā)生的廢水多，質(zhì)料毒性強(qiáng)，刺激性大，很難構(gòu)成生產(chǎn)能力。第四種辦法是由水楊酸酸鈉與氯化芐在相搬運(yùn)催化下經(jīng)親核替代反響制得。該法的產(chǎn)率盡管較高(80％～83％)，但仍存在著反響周期長(zhǎng)(4 h～5 h)，操作步調(diào)雜亂等缺乏嗍。本文在第四種組成辦法的基礎(chǔ)上，選用微波輻射技能目，以水楊酸、NaHCO痢廉 ，芐為質(zhì)料，以rBAC為相搬運(yùn)催化劑，碘化鉀為催化劑組成了水楊酸甲酯。研討成果表明，該法具有反響陜速、操作簡(jiǎn)潔產(chǎn)品收率高級(jí)特 。[br] 1 實(shí)驗(yàn)有些[br] 1．1 組成原理[br] [br] 1．2 藥品與儀器[br] 水楊酸：AR，天津市化學(xué)試劑六廠三分廠；氯化芐：AR，北京化工廠；碳酸氫鈉：AR，天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心；TBAC：AR，天津市科密歐化學(xué)試劑[br]開(kāi)發(fā)中心；碘化鉀：CR，天津天鋒化學(xué)品有限公司。WD800B格蘭仕微波爐：佛山市順德區(qū)格蘭仕微波爐電器有限公司：XL型氣相色譜分析儀：美國(guó)PE公司；WYA一2S數(shù)字阿貝折射儀：上海光學(xué)儀器廠；JJ500型精細(xì)電子天平：美國(guó)雙杰兄弟渫團(tuán))有限公司。[br] 1．3 組成辦法[br] 在250 mL錐型瓶中參加3．32 g(0．024 mo1)水楊酸，在拌和下滴加20％的NaHCO，溶液[2．42 g(O．029 mo1)NaHCO 和9．68 g水]，待反響液無(wú)氣泡后參加0．33 g f0．001 2 mo1)TBAC，然后在劇烈拌和下滴JJ1]3．02 g(O．024 mo1)氯化芐和0．25 g(0．001 5 too1)碘化鉀，加完并混勻后在微波輻射功率為320 W 的條件下輻射反響4 min。然后讓其冷至室溫并分出有機(jī)層，水層用20 mL苯萃取兩次。將有機(jī)相兼并后，再用鹽水洗刷一次，最后用無(wú)水Na sO4枯燥。水[br]相經(jīng)HC1酸化收回水楊酸�？菰锖蟮挠袡C(jī)相常常壓蒸餾收回苯后。再減壓精緩搜集205％-208 3 465 Pa產(chǎn)品4．59 g，收率83．8％。產(chǎn)品經(jīng)wAY一2s數(shù)字阿貝折射儀測(cè)得折光率nD25=1．579 獻(xiàn)值=1．579～1．580)。經(jīng)XL型氣相色譜分析：含量I>98％。[br] 2 成果與評(píng)論[br] 2．1 水楊酸與NaHCO 的摩爾比對(duì)產(chǎn)品收率的影響選用1．3法，在3．32 g(0．024 mo1)水楊酸，4．7 g水，0．278 gf0．001 mo1)TBAC，2．54 g(0．02 mo1)氯化芐，0225 g(O．O01 5mo1)碘化鉀，微波輻射功率為320 W，輻射時(shí)刻為3 min的條件下，經(jīng)過(guò)改動(dòng)NaHCO 的量調(diào)查了水楊酸與NaHCO 的摩爾比對(duì)產(chǎn)品收率的影響。實(shí)驗(yàn)成果見(jiàn)表1。[br] [br] 從表1中看出，跟著NaHCO，用量的添加，產(chǎn)品收首先增高后降低。當(dāng)n(水楊酸)／n(NaHC03)=1：1．2時(shí)，產(chǎn)品收率達(dá)最高點(diǎn)(77．0％ o若NaHCO 的量再增大時(shí)，產(chǎn)率反而降低，這能夠是由于NaHCO的用量太大后，氯化芐的水解速度加速所形成的。因而，水楊酸與NaHCO 的摩爾比選用1：1．2較為適合。[br] [br] 2．2 碳酸氫鈉濃度對(duì)產(chǎn)品收率的影響[br] 在NaHCO 用量為2．42 g(0．029 too1)，其他條件與2．1一樣的情況下，經(jīng)過(guò)改動(dòng)加水量調(diào)查了NaHCO 的濃度對(duì)產(chǎn)品收率的影響，實(shí)驗(yàn)成果見(jiàn)表2。從表2看出，NaHCO 的濃度為20％，l~P；bn水量為9．68 mL時(shí)，水楊酸甲酯的收率最高。所以，NaHCO 的濃度應(yīng)選為20％f即NaHCO3為2．42 gf0．029 too1)，才(為9．68 mE]。[br] 2．3 水楊酸與氯化芐的摩爾比對(duì)產(chǎn)品收率的影響[br] 在加水量為9．68 mL，其他條件與2．2一樣的情況下，經(jīng)過(guò)改動(dòng)氯化芐的量調(diào)查了水楊酸與氯化芐的摩爾比對(duì)產(chǎn)品收率的影響。實(shí)驗(yàn)成果見(jiàn)表3。[br] [br] 實(shí)驗(yàn)成果表明，跟著氯化芐的量增大，產(chǎn)品收首先增高后降低。當(dāng)n(水楊酸)：n(氯化芐)=1：1時(shí)。產(chǎn)品收率到達(dá)最高點(diǎn)；若持續(xù)增大氯化芐的用量時(shí)產(chǎn)品收率則顯著降低。因而，水楊酸與氯化芐的摩爾比1：1為適合。[br] 2．4 水楊酸與TBAC的摩爾比對(duì)產(chǎn)率的影響[br] 在氯化芐的用量為3．02 g(0．024 too1)，其他條件與2．3一樣的情況下，經(jīng)過(guò)改動(dòng)TBAC的量調(diào)查了水楊酸與TBAC的摩爾比對(duì)產(chǎn)品收率的影響。實(shí)驗(yàn)成果見(jiàn)表4。[br] [br] 從表4可以看出，當(dāng)水楊酸與TBAC的摩爾比為1：0．05時(shí)水楊酸甲酯的收率最高；若再添加TBAC的用量將會(huì)使后處理過(guò)程中的產(chǎn)品損耗率增大，招致產(chǎn)品收率降低。所以水楊酸與TBAC的摩爾比為1：0．05時(shí)比擬適合，即TBAC的適合用量為0．33 g(0．001 2 mo1)。[br] 2．5 微波輻射功率對(duì)產(chǎn)率的影響[br] 在微波輻射時(shí)刻為3 min，其他均為優(yōu)勝條件的情況下，經(jīng)過(guò)改動(dòng)微波輻射功率調(diào)查了輻射功率對(duì)產(chǎn)品收率的影響。實(shí)驗(yàn)成果見(jiàn)表5。[br] [br] 由表5可知，跟著微波輻射功率的逐步增大，產(chǎn)品收首先增高后降低。當(dāng)微波輻射功率為320 W時(shí)產(chǎn)品收率最高；但當(dāng)功率大于320 W時(shí)，由于系統(tǒng)溫度太高，招致氯化芐的水解等副反響加重，氯化芐和溶劑的蒸發(fā)量也隨之增大，致使產(chǎn)品收率降低。因而，微波輻射功率以320 W為宜。[br] 2．6 微波輻射時(shí)刻對(duì)產(chǎn)率的影響[br] 在上述優(yōu)選條件不變的情況下，經(jīng)過(guò)改動(dòng)微波輻射時(shí)刻調(diào)查了輻射時(shí)刻對(duì)產(chǎn)品收率的影響。成果見(jiàn)表6。[br] 表6的實(shí)驗(yàn)成果表明，當(dāng)微波輻射時(shí)刻為4 min時(shí)產(chǎn)品收率最高；若微波輻射時(shí)刻超越4 min，產(chǎn)品收率反而降低，這能夠由于氯化芐的蒸發(fā)量增大、副反響增多形成的。所以，微波輻射時(shí)刻以4 min為宜。[br] [br] 2．7 重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)[br] 為了調(diào)查微波組成法的穩(wěn)定性，選用以上優(yōu)化條件進(jìn)行了4次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，成果見(jiàn)表7。[br] [br] 從表7可以看出，該組成辦法的重珊眭好，均勻產(chǎn)率達(dá)83．6％。[br] 3 定論[br] 微波輻射組成水楊酸甲酯的較佳條件為：n(水楊酸)：n(NaHCO )：n(氯化芐)n(TBAC)：n(KI)=1：1．2：1：0．05：0．06，堿濃度為20％，微波功率為[br]320 W，輻射時(shí)刻為4 min，水楊酸甲酯的收率可達(dá)83．6％。該組成辦法反響敏捷，操作簡(jiǎn)略，產(chǎn)率高，具有潛在的工業(yè)使用價(jià)值。[br] 參考文獻(xiàn)：[br] [1]張承曾，汪清如．日用調(diào)香術(shù)[M]．北京：輕工業(yè)出版社，1989：245．[br] [2]何堅(jiān)，孫寶國(guó)．香料化學(xué)與工藝學(xué)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995：406．[br] [3]王軍平．香料水楊酸甲酯的新組成法[J]．遼寧化工，2000，29(6)：323—324．[br] [4] 金義翠．相搬運(yùn)催化法組成水楊酸甲酯叨．天津化工，2003，17(1)：l1—12．[/p] [p] [/p]