紫罗兰酮香料的合成及表征

综合化学实验报告班级11化本学号11111314145姓名周聪聪日期2014.5.28实验名称：紫罗兰酮香料的合成及表征（指导师：熊静）一、研究背景(前言)紫罗兰酮是重要的合成香料和医药的中间体，其不同的异构体组分均具有很大的商业应用和学术研究价值，从它出发可以合成茶香螺烷、二氢突厥酮等高档香料产品以及维生素A等医药保健品[1]。国内生产厂家一般都采用改进的Tiemann法,即以柠檬醛为起始物经与丙酮在Na0H作用下缩合得假性紫罗兰酮(产率67%),再在酸性条件下环化(产率60%~67%)。柠檬醛路线最早是1893年由梯曼(Tiemann)提出的。它是采用柠檬醛（citral）与丙酮在碱性催化剂作用下缩合得到假性紫罗兰酮，而后经强酸环化得到以β体为主的紫罗兰酮混合物的方法制得[2]。所以这个实验我们就是用这种方法制取α-紫罗兰酮。二、实验目的1、了解半合成紫罗兰酮香料的合成及表征。2、了解羟基缩合制备α-和β-不饱和酮的方法。3、熟悉减压蒸馏的基本操作，熟悉化合物结构鉴定的基本方法和操作。三、实验原理1、紫罗兰酮类型的酮类化合物很多，其中紫罗兰酮、甲基紫罗兰酮、异甲基紫罗兰酮和鸢尾酮等在香料中占有很重要的地位，是一类很珍贵的香料化合物。紫罗兰酮有α、β、γ和三中异构体，工业上生产的紫罗兰酮为α-、β-紫罗兰酮异构体的混合物。综合化学实验报告2紫罗兰酮的制备主要有半合成和全合成两种方法。半合成是由天然香精中的柠檬醛和丙酮缩合生成假性紫罗兰酮，然后环化生产α-、β-紫罗兰酮。全合成是由小分子出发进行合成。柠檬醛和丙酮在碱性条件下缩合生成假性紫罗兰酮，假性紫罗兰酮在酸性条件下环化生成紫罗兰酮，以62％硫酸环化时，产物以α-紫罗兰酮为主；以90％硫酸环化时，产物以β-紫罗兰酮为主。四、实验部分1、主要药品和仪器设备仪器：综合化学实验报告3①仪器：电加热套，三口瓶（250ml），锥形瓶（100ml），温度计（100℃），分液漏斗（125ml），量筒（100ml，10ml），回流冷凝管，直型冷凝管，接液管，电磁搅拌器，磁搅拌子，烧杯（100ml），减压蒸馏装置。试剂：②试剂：柠檬醛，甲苯，丙酮，硫酸，氢氧化钠，碳酸钠，乙酸，氯化钠。2、实验步骤（1）羟醛缩合——假性紫罗兰酮的制备在装有磁搅拌子、100℃温度计和回流冷凝管的250mL三口瓶中，加入5mL柠檬醛、17.5mL丙酮的1mL45%氢氧化钠溶液，在50~60℃条件下搅拌3h。冷却后分出油层，用50%乙酸溶液中和值pH=5~~6.常压蒸馏回收丙酮，在128~132℃/2kPa减压蒸馏收集假性紫罗兰酮。（2）环化反应——紫罗兰酮的制备在装有磁搅拌子、100℃温度计和回流冷凝管的100mL三口瓶中，加入1份假性紫罗兰酮、一份甲苯和0.6份60%的硫酸溶液。在20~30℃下搅拌，待反应物颜色骤然变为深棕色后，将混合物加热到40℃，立即倒入冰水中，分出油层，依次用水、10%的醋酸钠溶液和10%的氯化钠溶液洗涤。分液后常压蒸出甲苯，减压蒸馏在116~127℃/1.33kPa收集α-紫罗兰酮。（3）α-紫罗兰酮的鉴定测得产物的折光率分析产物纯度。五、实验结果产品为红棕色粘稠液体综合化学实验报告4折射率六、思考与讨论（实验过程问题与结果分析、改进方法思考、课后思考题）1．在减压蒸馏假性紫罗兰酮前，为何要将粗产品中和并酸化？因为假性紫罗兰酮在碱性条件下，可能会和柠檬醛、丙酮缩合或者自缩合。2．减压蒸馏操作过程应注意哪些问题？（1）仪器安装好后，先检查系统是否漏气，为使系统密闭性好，磨口仪器的所有接口部分都必须用真空油脂润涂好。（2）加入待蒸的液体，量不要超过蒸馏瓶的一半，关好安全瓶上的活塞，开动油泵，调节毛细管导入的空气量，以能冒出一连串小气泡为宜。综合化学实验报告5当压力稳定后，开始加热。（3）液体沸腾后，应注意控制温度，并观察沸点变化情况。待沸点稳定时，转动多尾接液管接受馏分，蒸馏速度以0.5～1滴/S为宜.（4）蒸馏完毕,除去热源,慢慢旋开夹在毛细管上的橡皮管的螺旋夹,待蒸馏瓶稍冷后再慢慢开启安全瓶上的活塞,平衡内外压力,(若开得太快,水银柱很快上升,有冲破测压计的可能),然后才关闭抽气泵。3．通过什么手段可以区别α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮？（1）红外光谱法（2）核磁共振法（3）紫外光谱法（4）气相色谱法七、参考文献[1]余红霞,杨植.用山苍子油合成α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮的研究,湖南理工学院学报200518(2):39-41.[2]潘士印，王立新，蔡泽贵，杜振军；紫罗兰酮及类似化合物的合成；化学研究与应用2006,18(5):1-2评分指导师