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4.氧代-β-紫罗兰酮是许多香料和药物中间体的来源,其化学合成方法还处在实验室研究阶段,为实现其工业化生产,本文采用三种方法:氯酸钠氧化法;组胺酸Schiff碱铜(Ⅱ)配合物催化分子氧氧化法;乙酰丙酮亚钴催化分子氧氧化法,以β-紫罗兰酮为原料,经其烯丙位选择性氧化合成4-氧代-β-紫罗兰酮,并对各方法的工艺条件进行了优化,同时改进了化合物的分离纯化方法,主要获得以下几个方面的研究成果:
45℃,在溶液的pH值为1~3的条件下,n(β-紫罗兰酮):n(氯酸钠)为1:5,碘化钠用量为15 mol[%](基于β-紫罗兰酮的量),反应24h,氯酸钠氧化β-紫罗兰酮时,主要生成4-氧代-β-紫罗兰酮,最佳收率为53.5[%]。
合成了含不同取代基的系列Schiff碱铜(Ⅱ)配合物,以其为催化剂,催化分子氧(O<,2>)氧化β-紫罗兰酮合成4-氧代-β-紫罗兰酮。研究了取代基对催化性能的影响,就反应时间、温度、催化剂用量、氧压力及附加吡啶等因素对反应的影响进行了探讨。结果表明:溴取代的铜(Ⅱ)配合物的催化性能最佳,在75℃,催化剂用量为1.6mol[%](基于β-紫罗兰酮的量)、氧压力为1MPa、添加30mol[%]吡啶时(基于β-紫罗兰酮的量)、反应10h,4-氧代-β-紫罗兰酮的收率为50.2[%],纯度超过98.5[%]。未反应的原料经减压蒸馏回收,催化剂经过滤分离、纯化,可重复使用。
研究了乙酰丙酮亚钴催化分子氧氧化法的工艺条件:在均相体系中,55℃、n(β-紫罗兰酮):n(化合物 A):n(乙酰丙酮亚钴)为20:20:1、β-紫罗兰酮的浓度为1.0mol/L、常压下充氧气反应6h,转化率为100[%],4-氧代-β-紫罗兰酮的收率为62.5[%]。另外,对该方法进行初步放大,结果表明:收率仍高于60[%]。
最后,改进了产物的分离纯化方法:回收化合物A后除溶剂,加氢氧化钠溶液水解,用石油醚/乙酸乙酯萃取,干燥有机层,除溶剂,加正己烷,将上层清液冰冻,析出4-氧代-β-紫罗兰酮,下层柱层析。