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1、綠色化學工藝論文綜述2012年秋季學期綠色化學工藝課程綜述乙基麥芽酚的綠色合成工藝探索姓名：藍衛(wèi)學號：12S025022專業(yè)：化學工藝日期：2012.12.98綠色化學工藝論文綜述乙基麥芽酚的綠色合成工藝探索摘要：乙基麥芽酚作為一種常用的添加劑，廣泛應(yīng)用于食品、香煙、藥物、飲料、牙膏、化妝品等多種日用化工行業(yè)，而對于其合成工藝的探索也從未停止。近年來隨著綠色化學工藝的興起和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，以糠醛為原料的“一釜全合成法”由于會產(chǎn)生大量鎂漿和廢鹽酸等環(huán)境污染物，顯然已經(jīng)不適合現(xiàn)在的發(fā)展需求，本文以此為出發(fā)點重點介紹了兩種合成乙基麥芽酚的綠色化學新工藝，并且對于它們的優(yōu)缺點和工業(yè)
2、可行性進行了分析。關(guān)鍵詞：乙基麥芽酚；綠色化學；合成工藝1概述2-乙基-3-羥基-4H-吡喃酮(2-ethyl-3-hydroxy-4H-pyranone-4)，即乙基麥芽酚，結(jié)構(gòu)式為：它是一種白色針狀或白色結(jié)晶粉末，熔點89-93℃，易溶于熱水、乙醇、丙二醇和氯仿，具有持久的焦糖和水果香氣，稀溶液具有甜的果香味。乙基麥芽酚及其同系物是國際上公認的香味增效劑，已被廣泛用于日用化工等行業(yè)。近年來，發(fā)現(xiàn)其對抑制人體中的過氧化物，抗衰老有一定的治療作用[1-2]。由于麥芽酚及同系物含雙氧供電子基（羥基氧和碳基氧），很容易同大多數(shù)金屬離子形成無毒副作用的配合物，進一步拓寬了在醫(yī)藥學領(lǐng)域中
3、的應(yīng)用[3-5]。例如，對糖尿病，高血壓，肥胖癥，控制金屬離子在體內(nèi)的堆積，輔助某些同位素對病癥進行放射診斷和治療等。以往乙基麥芽酚和麥芽酚的合成路線較多，按照反應(yīng)起始物和反應(yīng)進程的不同，乙基麥芽酚和麥芽酚的合成大致可分為以下幾種方法：曲酸法(半合成法)、焦袂糠酸法、糠醇法、糠醛法(全合成法)、電解氧化法、有機閉環(huán)法等路線。而工業(yè)上大多采用以糠醛法，此方法具有設(shè)備簡單，條件溫和，產(chǎn)品易提純等優(yōu)點，而且收率能達到50%-60%[6]。但是隨著近代綠色化學的興起和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，傳統(tǒng)的糖醛合成法消耗大量有毒有害的氯氣[7]，反應(yīng)物會嚴重腐蝕設(shè)備儀器、對人體有害，還會產(chǎn)生大量的高
4、含鹽量、超低濃度的廢鹽酸和含大量雜質(zhì)的廢棄鎂漿[8]，已經(jīng)很難達到國家的排放標準。綠色化學的主要特點是原子經(jīng)濟性[9]，也就是說，在獲取新物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中充分利用每個原料的原子，實現(xiàn)“零排放”。因此，它既可以充分利用資源，又不產(chǎn)生污染。傳統(tǒng)化學向綠色化學的轉(zhuǎn)變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉(zhuǎn)變。因此，設(shè)計并采用新的綠色工藝合成乙基麥芽酚很有必要，下面介紹兩種新工藝，即電解氧化法[10]和綠色循環(huán)法[11]。8綠色化學工藝論文綜述2傳統(tǒng)合成工藝—糖醛法傳統(tǒng)工藝是以糠醛為原料先與格氏試劑作用生成糠醇，糠醇再經(jīng)一系列氧化重排得到麥芽酚。該法的工藝流程可以分成3個階段:通入氧化
5、劑進行氧化、重排后制得粗產(chǎn)品、結(jié)晶和一重結(jié)晶得到白色針狀或粉狀結(jié)晶體。具體實驗過程如下：向裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗及通氣管的四口瓶中加入甲醇和水(體積比為2:3)，冷卻至-5℃以下，由滴液漏斗逐滴加入甲醇和α-吠喃烷醇的混合液。同時開始向瓶中通氯氣，反應(yīng)始終維持在10℃以下進行。反應(yīng)完畢后，蒸去反應(yīng)混合物中的甲醇，在90-95℃下加熱回流3h，趁熱過濾，冷卻。濾液用50%NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至2.2，置于5℃下冷卻0.5h，過濾后得到第一批產(chǎn)物，合并兩次的粗產(chǎn)物，經(jīng)無水乙醇結(jié)晶得到白色芳香性針狀結(jié)晶麥芽酚或乙基麥芽酚[12]。反應(yīng)原理如下：或者工藝流程如圖2-1所示：圖2-
6、1一釜全合成法工藝流程示意圖8綠色化學工藝論文綜述糖醛法法從原料易得的農(nóng)副產(chǎn)品—糠醛和氯氣出發(fā)，一釜合成乙基麥芽酚，大大縮短了工藝流程，降低了對工業(yè)設(shè)備的要求，且全合成法的路線伸縮性大，有利于工藝的實施。但是，全合成法在氯氣擴環(huán)的初始階段，需低溫條件(-10℃~-5℃)，此時，糠醇才能發(fā)生1-4加成，溫度稍高，則發(fā)生1-2取代或1-4加成，在水解階段易聚合結(jié)塊降低產(chǎn)率。而且采用以糠醛和氯氣為主要原料的合成路線，每生產(chǎn)1t乙基麥芽酚，需消耗氫氧化鈉溶液1.6t，產(chǎn)生5t高含鹽的有機廢水，廢水廢漿中的成分如表2-1和表2-2所示，直接排放會造成嚴重的環(huán)境污染。另一方面氯氧化反應(yīng)所需氯
7、氣的運輸和儲存不僅增大了生產(chǎn)成本，而且增加了安全隱患。有的企業(yè)采用焚燒法處理廢水回收氯化鈉，但存在著成本過高和產(chǎn)生二氧化碳二次污染的問題[13]。表2-1廢水成分項目H2ONaClHClNa2SO4NH4ClFeCl3有機溶劑含量（%）91.405.922.490.170.070.010.11表2-2含鎂廢漿成分項目MgO堿式鎂鹽有機溶劑H2O鎂屑NH4Cl含量（%）22.142.31.4550.80.53綠色合成工藝為了提高原料與能源的利用率，從源頭防止環(huán)境污染，避免有害物質(zhì)的
