CN101781275A - 一种4,5-环氧-α-紫罗兰酮的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种4，5-环氧-α-紫罗兰酮的合成方法。该方法采用Au/MCM-41为催化剂，以氧气或空气为氧化剂环氧化α-紫罗兰酮，合成4，5-环氧-α-紫罗兰酮。本发明的特点是用Au/MCM-41为催化剂，催化剂与产物容易分离，可以重复利用；所用的氧化剂为氧气或空气，对环境无污染；4，5-环氧-α-紫罗兰酮选择性高；方法简便，是一个绿色环保的合成路线。
Description
技术领域
本发明涉及一种4，5-环氧-α-紫罗兰酮的合成方法。
背景技术
4，5-环氧-α-紫罗兰酮是一类重要的香料，主要用于烟草、香精或添加剂中，具有较高的应用价值。特别是用作烟用香料，对各种卷烟有显著的加香效果。随着吸烟与健康问题日益受到人们的重视，降焦引起的烟味淡薄需要合成烟用香料为弥补。环氧紫罗兰酮的主要合成方法是以紫罗兰酮为原料的化学氧化法，采用的氧化剂有过氧乙酸、间氯过氧苯甲酸、铬酸叔丁酯等，但由于存在成本高、环境污染严重、能耗大、腐蚀设备等，至今尚未实现工业化。
烯烃的环氧化方法很多，过氧化氢和分子氧由于氧化产物为水，无污染而被誉为绿色氧源，但过氧化氢的价格相对分子氧来说要昂贵得多，分子氧或空气氧化具有很明显的经济优势。烯烃的氧化催化剂包括金属卟啉、金属酞菁、希夫碱以及高分子载体负载型、杂多酸型催化剂等，这些催化剂或存在难以制备，成本高，或对产物选择性不高，副产物多，回收困难等问题。
发明内容
本发明的目的是可克服现有技术的不足而提供一种成本低、无污染、选择性高、产率高、催化剂易于回收的合成4，5-环氧-α-紫罗兰酮的方法。
本发明的目的是通过下述方式实现的。
以Au/MCM-41为催化剂，氧气或空气为氧化剂在溶剂中环氧化α-紫罗兰酮，得到4，5-环氧-α-紫罗兰酮。氧气或空气的压力为0.1-10Mpa。环氧化反应的温度为30-150℃；其中优选的温度为50-80℃，反应温度低，则反应过慢；反应温度过高，副产物多，产物的选择性降低。反应时间为1-48h。催化剂的用量为α-紫罗兰酮物质的量的0.01-5％；催化剂中Au的质量含量为0.001-5％。环氧化反应所用的溶剂为乙腈，三氯甲烷，四氯甲烷，丙酮，乙酸乙酯或乙醇，溶剂与反应原料的物质的量之比为0.2-10。
发明首次将Au/MCM-41分子筛用作催化剂合成4，5-环氧-α-紫罗兰酮；过程简单，α-紫罗兰酮转化率较高，4，5-环氧-α-紫罗兰酮选择性较高，Au/MCM-41分子筛催化剂可以与溶液分离，可以重复利用，所用氧源为分子氧，对环境无污染。
催化环氧化原料为α-紫罗兰酮，结构式见式1.
式1
催化环氧化产物为4，5-环氧-α-紫罗兰酮，结构式见式2.
式2
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。
实施例1：
分别将20.0mlα-紫罗兰酮，10.0ml三氯甲烷和0.50gAu/MCM-41分子筛催化剂加入高压釜中，通入1.0Mpa氧气，于60℃下反应12h，用GC-MS色谱检测反应液，α-紫罗兰酮的转化率为98％，4，5-环氧-α-紫罗兰酮的选择性为75％。
实施例2-4：
按照实施例1的方法和步骤，但所用的溶剂为乙醇，乙腈，丙酮。结果分别为：α-紫罗兰酮的转化率为75％，4，5-环氧-α-紫罗兰酮的选择性为60％；α-紫罗兰酮的转化率为91％，4，5-环氧-α-紫罗兰酮的选择性为63％；α-紫罗兰酮的转化率为95％，4，5-环氧-α-紫罗兰酮的选择性为70％。
实施例5
按照实施例1的方法和步骤，但反应时间为8h。结果为：α-紫罗兰酮的转化率为81％，4，5-环氧-α-紫罗兰酮的选择性为80％。
Claims (9)
1.一种4，5-环氧-α-紫罗兰酮的合成方法，其特征在于，以Au/MCM-41为催化剂，氧气或空气为氧化剂在溶剂中环氧化α-紫罗兰酮，得到4，5-环氧-α-紫罗兰酮。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的催化剂中Au的质量含量为0.001-5％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的催化剂的用量为α-紫罗兰酮物质的量的0.01-5％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氧气或空气的压力为0.1-10Mpa。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环氧化反应的温度为30-150℃。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述环氧化反应的温度为50-80℃。
7.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述环氧化反应时间为1-48h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的环氧化反应所用的溶剂为乙腈，三氯甲烷，四氯甲烷，丙酮，乙酸乙酯或乙醇。
9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述的溶剂与反应原料的物质的量之比为0.2-10。
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