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催化加氢在香料合成中的应用
2008.10.09   点击366次

催化加氢是有机合成单元操作的重要手段之一,采用催化加氢的方法可以降低产品成本、提高产品质量、增加收率和减少三废污染等。

催化加氢按照反应物和催化剂的存在形态,大体上可分为多相催化加氢和均相催化加氢。香料工业中经常使用多相催化加氢手段,它具有以下特点:

①具有原子经济性:能有效催化烯键、炔键、羰基、腈基等不饱和基团,充分利用氢气的氢原子,直接生成产物,副反应少,具有很好的原子经济性,是绿色的化学反应。

②产品的质量高:选择适当的催化剂和加氢条件,具有很好的选择性和收率,副反应少,产品易于纯化;能氢化一些用其他还原剂难以还原的化合物。

③反应条件温和:相当一部分反应可在中性介质中,于常压、低压和室温下进行。

④具有经济性:反应时,不需要添加任何还原剂和试剂,只需要加少量催化剂,使用廉价的氢气,因而极为便宜。

⑤后处理简单,污染少:多相催化加氢反应完后,只需要将催化剂滤去,蒸去溶剂即可得到产品,没有化学还原繁琐的分离手续,污染少。

⑥设备具有通用性:由于香料的量比较小,应用于香料生产的加氢设备通常为间歇式压力反应釜,设备通用性好。

在香料合成中应用比较多的加氢反应类型有:烯键加氢、醛酮羰基加氢、环氧化物加氢、苯环加氢。

烯键加氢:在温和条件下,大多数具有碳碳双键的单烯在稳定的溶剂中,使用钯、铂、铑或Raney-镍等催化剂,很容易氢化,催化活性顺序为:Pt>Pd>Rh>Ru>Raney-Ni。多个活性官能团存在时,选择适当的催化剂和加氢条件,可以选择氢化单个双键。例如:茴香丙酮:以雷尼镍作催化剂,在中性条件下加;苯丙酸:以雷尼镍作催化剂,肉桂酸在碱性条件下加氢。檀香210:在Cu-Cr存在下选择催化加氢;苯丙醛:以Pt/C为催化剂选择加氢。

醛、酮加氢:醛、酮羰基在镍、铜催化下加氢饱和得到相应的醇。例如:大茴香醇:以大茴香醛为原料氢化而得;龙葵醇:由龙葵醛催化氢化而得。

环氧化物加氢:例如苯乙醇:由环氧苯乙烷在Ni催化下氢化而得;龙葵醇:α-甲基环氧苯乙烷在Ni催化下加氢制得。

苯环的加氢:苯环的加氢比侧链基团的还原要困难的多,需要提高氢化温度和压力,需选用对氢化芳环游高活性的催化剂。例如:1-甲基-4-异丙基环己烷:以对伞花烃制备1-甲基-4-异丙基环己烷为原料,Ni催化加氢。菠萝酯:以肉桂酸甲酯为原料,在镍或钯炭催化下加氢,在通过酯交换制得;或以肉桂酸为原料,用氧化铂催化加氢,在酯化而得。