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臭氧在有机合成中的应用
1、 洋茉莉醛香料的合成
洋茉莉醛是一种重要香料,是用黄樟油中含有的黄樟来制造的。
从黄樟油冷冻分离出黄樟素,加氢氧化钾和乙醇,加压下加热生成异黄樟素。异黄樟素添加适当的溶剂,冷却下通入臭氧,生成异黄樟素臭氧化物,半岛重亚硫酸钠溶液渐渐各入同时加热,臭氧化物经还原分解成洋茉莉醛,把含有洋茉莉醛的溶液洗涤,除去酸性物质,蒸馏回收溶剂获洋茉莉醛,这样得到的粗制品加少量的乙醇重结晶,风干,得洋茉莉醛白色结晶。
2、 香兰素得料的合成
香兰素是最重要的合成香料之一,有四种原料制成:丁香油香兰素、黄樟互香兰素、愈创木酚香兰素、木素香兰素。下面简述从丁香油和黄樟素制香兰素的方法。丁香油午兰素的制造方法是将丁香酚与四倍量的氢氧化钾在210~216℃加热,再加氢氧化钾和乙醇,加压下加热异构化成异丁香酚,将异丁香粉加适当的溶剂(例如乙醇苄酯),冷却至-5℃+5℃通入臭氧,通入臭氧为计算量的115~200%是为氧化终点。生成的臭氧化物与溶剂一起,滴加计算量三倍以上的30%亚硫酸氢钠水溶液,然后加热还原分解,发离生成的香兰重亚硫酸钠加成物水溶液,加60%硫酸,通空气同时加热,香兰素游离而出,加甲苯萃取,从甲苯溶液中析出香兰素,用水重结晶,获优质的香兰素。
从黄樟油分离出黄樟素,加甲醇和金属钠,在高压釜中6~7大气压下加热,黄樟素异构化同时样制法经臭氧氧化及还原分解成儿茶醛。儿茶醛加2~3克分子氢氧化钠的浓水溶液硫酸甲基化得香兰素。精制法与丁香酚香兰素相同。
3、 润滑油的合成
油脂中含有多量的油酸,经臭氧氧化分解生成酸和壬二酸。壬二酸是C9的二元酸,可作为合成原料和合成纤维原料。美国Emery公司制成壬二酸酯的合成润滑油,东洋高压公司聚尿类纤维“油纶”以及日本臭氧K•K的尼龙9型合成纤维。Emery Industries公司制造双(2-壬二酸)双(2-乙基已酯),温度系数小,沸点高,耐氧性能好,用作为聚氯乙烯温增塑剂,又用作为润滑油,商品名“Emerox 1110壬二酸”,“noleim2957”(壬二酸二-2乙基已酯)。
副产物壬酸、二壬酸二乙醚乙二酯可用作为氯乙烯低温增塑剂、选矿剂、合成树脂原料和香料原料。
日本研究用作制造聚尿纤维“油纶”,比重小(1.07)。强度与尼龙相同。
臭氧发生,采作市售氧气为原料(纯度99.5%),循环使用。臭氧氧化中臭氧浓度为1.75%。臭氧氧化的溶剂是用副产物壬酸,其量为重量的50%,臭氧化物的分解是将废氧与它接触,同时加热,氧化分解,生成壬二酸和壬酸。在氧化分解时用气易产生许多副产物。Emery Industries公司在生产壬二酸中其理论得率为80%以上。氧的使用,效率很重要,从臭氧吸收器放出的废氧中含有有机雾状微粒,水蒸汽,有机物蒸汽用静电沉淀器除去,冷却脱水器除水,一分按前述送入氧化分解反应器,一部分与新的氧气合经干燥器,再进入臭氧发生器,这种方式氧的利用率达到75%~85%。
4、 激素的合成
用臭氧氧化甾体时,它对侧链不饱和双键可定量优先加成,而使环内不饱和双键得到保护,美国Upjohn公司在工业上用此法合成可的松。
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