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环氧柏木烷具有干甜木香、琥珀香气、微带樟脑样香韵,香气较为持久,是一种珍贵的木香—龙涎香—檀香—烟草香的香料。作为一种高级加香香料,被广泛应用于香水、香皂、日用化妆品及烟草等香精产品的加香,安全性、稳定性好,产品很受用户欢迎。 目前,有不少制备环氧柏木烷的方法,如用过氧乙酸氧化α-柏木烯;将无机过氧化合物(如过硼酸钠、过碳酸氢钠及过钨酸钠等)溶解后加入醋酸酐来制取环氧化试剂,对α-柏木烯进行环氧化反应;还有用酸催化罗汉柏木烯重排来制取环氧柏木烷等方法。 本论文在前述方法的基础上,系统地研究了环氧柏木烷的几种合成方法,考察了实验中各主要因素对于环氧柏木烷得率的影响。论文的主要研究结果如下: 1、用过氧乙酸氧化α-柏木烯制取环氧柏木烷,探讨了各因素对环氧柏木烷得率的影响; 2、用间氯过氧苯甲酸氧化α-柏木烯制取环氧柏木烷,实现了α-柏木烯的100%转化和68%得率的环氧柏木烷。此法具有相当的工业应用价值; 3、以双氧水为氧化剂,硫酸锰和碳酸氢钠为助催化剂,对α-柏木烯进行环氧化。环氧柏木烷的得率为2.17%,得率很低,目前尚不具有工业应用价值;但是作为一种低成本的烯烃环氧化方法,为今后进行同类研究提供了一种新的思路和方法; 4、首次采用了以三氯化钌和2,6-二羧基吡啶为催化剂,双氧水为氧化剂,对α-柏木烯进行环氧化反应的工艺方法,本工艺方法在国内外均属首创。该工艺不仅具有操作简单,反应条件温和的特点,而且实现了α-柏木烯的百分百转化,使目标产物的选择性达到了84%。并且在单因素实验的基础上,对该工艺作了正交试验设计研究,提出了最佳工艺条件:三氯化钌的用量为2mol%,2,6-二羧基吡啶的用量为30mol%,双氧水的用量为8equiv,反应时间为10小时,反应温度为30℃。 5、对制备环氧柏木烷过程中出现的主要副产物(该化合物在GC图中的保留时间为35.37min)进行了结构分析,并对其产生的原因作了初步的探讨,对工业生产有一定的指导意义。 本论文的研究对于综合利用我国特有的柏木精油资源,提高林化初级产品的附加值,为山区生物资源的开发利用,促进山区经济的发展,促进我国香料工业的科技进步,具有重要的科学意义和实用价值。