本发明属于有机合成,具体为一种假性甲基紫罗兰酮的制备方法。
背景技术:
1、甲基紫罗兰酮是紫罗兰酮的同系物,但其香气品位比紫罗兰酮更优,它优美柔和的香韵和良好的稳定性深受人们的青睐。假性甲基紫罗兰酮的合成是合成甲基紫罗兰酮的重要步骤,长期以来,人们对假性甲基紫罗兰酮的合成在缩合剂的种类及用量、反应温度及时间、物料配比以及机理方面做了大量的研究。目前大多采用碱催化生成假性甲基紫罗兰酮,碱的使用会对环境造成严重污染。
2、经过检索,申请号为2016112293040的专利公开了一种甲基紫罗兰酮及其中间体的制备方法,该发明以柠檬醛和丁酮为原料,peg为溶剂,金属氢氧化物为缩合剂进行aldol缩合反应,合成假性甲基紫罗兰酮,但是该方法存在丁酮和溶剂过量以及催化剂回收的问题。
3、申请号为2023102664862的专利公开了一种假性甲基紫罗兰酮的制备方法,所述方法使用超临界co2和n-甲基吡咯烷酮作为溶剂,使用碱性介孔分子筛作为非均相催化剂,催化柠檬醛和丁酮制备假性甲基紫罗兰酮。该方法大幅度提高了产品假性异甲基紫罗兰酮的选择性,产品收率为94-97%,但是该方法中采用的超临界co2需要使用高压反应设备,大大增加了能耗。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提出一种假性甲基紫罗兰酮的制备方法,具有反应条件温和、催化剂可回收及溶剂环保的优点。
2、基于上述目的,本发明提出一种假性甲基紫罗兰酮的制备方法,包括以下步骤:在氮气环境下,将层状碱性固体催化剂和深共熔溶剂加入反应釜中,搅拌10-20min,再升温到40-50℃,将柠檬醛和丁酮滴加到反应釜中,滴加结束后搅拌反应4-5h,过滤,减压蒸馏,得到假性甲基紫罗兰酮。
3、进一步地,所述层状碱性固体催化剂的制备方法为:
4、(1)将硝酸镁和硝酸铝溶于去离子水中,得到溶液a;
5、(2)将氢氧化钠和碳酸钠溶于去离子水中,得到溶液b;
6、(3)将溶液a和溶液b混合,控制ph在9-10之间,室温下搅拌10-20min,然后加入硬脂酸钙,于40℃搅拌10-20min,再于140℃下静置老化8-10h,过滤,去离子水洗涤至中性,干燥,得到层状碱性固体催化剂;
7、优选的,所述步骤(1)中硝酸镁和硝酸铝的摩尔比为3:1。
8、优选的,所述步骤(1)中去离子水的添加量为硝酸镁和硝酸铝总重量的200%。
9、优选的,所述步骤(2)中去离子水的添加量为氢氧化钠和碳酸钠总重量的300%。
10、优选的,所述步骤(2)中氢氧化钠和碳酸钠的摩尔比为16:1。
11、优选的,所述步骤(3)中溶液a和溶液b的重量比为1:0.756。
12、优选的,所述步骤(3)中硬脂酸钙的添加量为硝酸镁和硝酸铝总重量的5-10%。
13、进一步的,所述深共熔溶剂由氯化胆碱和乙二醇按摩尔比1:2组成。
14、优选的,所述柠檬醛和丁酮摩尔比为1:1.1-1.5。
15、优选的,所述层状碱性固体催化剂的加入量为柠檬醛重量的30-40%。
16、优选的,所述深共熔溶剂的加入量为柠檬醛重量的200-300%。
17、优选的,所述深共熔溶剂的制备方法如下:将氯化胆碱和乙二醇混合,于75-80℃下搅拌1-2h,得到深共熔溶剂。
18、和现有技术相比,本发明的有益效果如下:
19、本发明采用氯化胆碱和乙二醇组成的深共熔溶剂作为柠檬醛和丁酮进行羟醛缩合反应的溶剂,氯化胆碱和乙二醇组成的深共熔溶剂具有良好的极性,可以有效地溶解柠檬醛和丁酮,为反应创造良好的环境;并且在深共熔溶剂中,由于其较高的溶解度和有利的氢键作用,使得反应物分子能够更好地转运到催化剂的活性位点上,从而提高反应速率,提高纯度和收率,相对于采用传统的甲醇溶剂,收率由45.6%提高到95.5%,纯度由95.2%提高到99.5%,并且形成深共熔溶剂所需的氯化胆碱和乙二醇都是低成本、环保的有机物。
20、本发明采用硬脂酸钙改性的层状水滑石作为碱性固体催化剂,硬脂酸钙的引入一方面增加了碱性位点和强度,另一方面增加了层间距,为反应物分子提供了合适的碰撞空间;最重要的是,硬脂酸链的引入使得水滑石层间具有疏水空腔,反应物分子更容易在水滑石层间富集,从而提高了碰撞几率,进而提高了收率;并且活性位附近的疏水链有助于将丁酮的3-c脱氢形成碳负离子,再进攻柠檬醛的醛基碳形成假性异甲基紫罗兰酮。
21、本发明中的氯化胆碱和乙二醇组成的深共熔溶剂与硬脂酸钙改性的层状水滑石具有协同催化效果,氯化胆碱和乙二醇组成的深共熔溶剂有助于将反应物分子转运到硬脂酸钙改性的层状水滑石的疏水内层空腔中,提高反应率。
1.一种假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:在氮气环境下,将层状碱性固体催化剂和深共熔溶剂加入反应釜中,搅拌10-20min,再升温到40-50℃,将柠檬醛和丁酮滴加到反应釜中,滴加结束后搅拌反应4-5h,过滤,减压蒸馏,得到假性甲基紫罗兰酮;
2.根据权利要求1所述的假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,所述柠檬醛和丁酮摩尔比为1:1.1-1.5。
3.根据权利要求1所述的假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,所述层状碱性固体催化剂的加入量为柠檬醛重量的30-40%。
4.根据权利要求1所述的假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,所述深共熔溶剂的加入量为柠檬醛重量的200-300%。
5.根据权利要求1所述的假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,所述深共熔溶剂的制备方法如下:将氯化胆碱和乙二醇混合,于75-80℃下搅拌1-2h,得到深共熔溶剂。
6.根据权利要求1所述的假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中硝酸镁和硝酸铝的摩尔比为3:1。
7.根据权利要求1所述的假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中去离子水的添加量为硝酸镁和硝酸铝总重量的200%;所述步骤(2)中去离子水的添加量为氢氧化钠和碳酸钠总重量的300%。
8.根据权利要求1所述的假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中氢氧化钠和碳酸钠的摩尔比为16:1。
9.根据权利要求1所述的假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中溶液a和溶液b的重量比为1:0.756。
10.根据权利要求1所述的假性甲基紫罗兰酮的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中硬脂酸钙的添加量为硝酸镁和硝酸铝总重量的5-10%。
