香兰素的合成和进展.docx
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哈 尔 滨 理 工 大 学
学 年 设 计
题 目: 香兰素的合成进展
院 、 系:
姓 名:
指导教师:
系 主 任: 尚 岩
2014年6月17日摘 要
香兰素被称为香草醛,化学名为3一甲氧基一4一经基苯甲醛。在自然界有广泛存在,特别是在香荚兰豆中含量可达1.5一3.0%。香兰素具有奶油香气,广泛用作定香剂,应用于化妆品、香皂、糕点、糖果、烘烤食品等行业。同时香兰素也是重要的医药中间体,香兰素是合成联苯双酯、特拉唑嗪、3,4,5一三甲氧基肉桂酸异丙胺的中间体。香兰素在电镀行业中也有广泛应用。
目前,香兰素市场需求量稳步增长, 全球每年的需求量超过1600t,世界年产量10000t以上,我国香兰素年出口量在2000t以上。我国香兰素生产能力较高,但规模、技术和产品质量均低于国际先进水平。国内香兰素的生产产量远远满足不了工业需求。因此,进行香兰素的合成研究具有重要意义。
本文对香兰素的合成方法进行了概述,并介绍了我国香兰素技术改进、新工艺开发和相关技术开发的情况,最后提出了香兰素发展方向。
关键词 香兰素;合成;生产
目 录
摘 要 I
前 言 1
第1章 国内现有技术及技术比较 2
1.1国内技术 2
1.1.1 化学合成法生产香兰素 2
1.1.2 植物提取法生产香兰素 5
1.1.3 微生物法生产香兰素 5
1.2 香兰素制备方法的优缺点比较 6
第2章 香兰素新工艺开发情况 7
2.1乙醛酸法生产香兰素 7
2.1.1乙醛酸法生产工艺 7
2.1.2 乙醛酸法存在的问题 7
2.2 对羟基苯甲醛法生产香兰素 8
2.3 对甲酚法生产香兰素 8
2.4 微生物转化法 9
第3章 香兰素生产技术发展趋势 10
总 结 11
参考文献 12
前 言
香兰素是世界上产量最大的合成香料,作为香料添加剂,以其添加量少和独有的芳香而备受国际香料界的青睐。香兰素还是一种重要的有机化工原料,作为一种有机合成中间体,通过一系列化学反应制备各类医药、农药以及各种有机合成中间体。在化学分析方面,香兰素可用来检验蛋白质氮杂茚及间苯三酚的存在。在农业上,香兰素成腙后可用作农作物的除草剂,还可作为甘蔗的催熟剂。在日用化工方面,可用作电镀光亮剂。
随着香兰素应用领域的不断拓展,其需求量正以每年10%的速度增长,仅美国每年进口量就超过4000t,香兰素在市场上已成为紧俏的精细化学品[1]。
目前合成香兰素的方法有三种,即:(1)从香子兰花荚中提取的天然香兰素;(2)用化学合成法(如愈创木酚法、木质素法、黄樟素法、丁香酚法、对羟基苯甲醛法、4- 甲基愈创木酚法、对甲酚法等)生产的香兰素。(3)用微生物法生产的香兰素。天然香兰素主要是从天然香荚兰中提取,但是香荚兰种植区域有限,产量受气候影响大,劳动强度大,得到的天然香兰素价格极其昂贵,每公斤售价高达4000美元,约为合成香兰素的300倍[2]。化学法合成的香兰素,供大于求,市场价格较低,每公斤不到 15 美元,这种香兰素不仅香型单一,而且合成过程中污染严重而无法被人们接受。目前最具潜力的生物合成法具有原料天然且廉价易得,生产过程清洁无污染,快速高效等优点,利用生物技术手段生产天然香兰素已成为一种值得推广的新渠道[3]。但是如何达到工业化生产所需要的高产量,并使下游的产物分离纯化过程简单化和经济化,实现更高的经济效益,仍是天然香兰素价格居高不下的主要限制因素,这也是现阶段科学研究领域的瓶颈,亟待突破性的创新研究。
第1章 国内现有技术及技术比较
1.1国内技术
1.1.1 化学合成法生产香兰素
据统计,现今市场上绝大部分的香兰素产品是利用化学合成法生产的,供大于求。其原料主要是木质素和愈创木酚[4]。
1.1.1.1 丁香酚路线
19世纪末,Reimer和TieTnann开始用此法合成香兰素。现在最常用的方法是在碱存在下,将丁香酚异构化为异丁香酚钠,然后用氧化剂将异丁香醛钠氧化成香兰素钠盐,再中和结晶后可以得到香兰素,如图1-1:
图1-1
这一合成路线采用天然丁香酚为原料,原料价格高,相对成本较高,用这一方法生产的香兰素其同位素测试结果与天然香兰素相近,但其销售价格比用愈创木酚为原料生产的香兰素高几倍。因此目前还是有少量香兰素通过此法生产。
1.1.1.2 4一甲基愈创木酚路线
用此法生产香兰素时所用的原料是天然4一甲基愈创木酚,因此原料成本相对较高。但用此法生产的香兰素天然度与天然香兰
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