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用柏木脑合成乙酸柏木酯的研究



全 文 :用柏木脑合成乙酸柏木酯的研究
张正香 宋 红 张敬钅容 陈 英
(四川省林科院林化所 ,成都 , 610066)
摘 要
  介绍了以柏木油的主要成分柏木脑为原料 ,醋酸酐为酰化剂 ,合成乙酸柏木酯的
方法。
关键词: 柏木脑 乙酸柏木酯 合成
一、前 言
乙酸柏木酯是一种具有甜的木香、弱的
柏木和岩兰草香气的合成香料 ,比柏木醇轻
扬透发 ,留香长 ,稳定性好。 广泛应用于具有
森林香味的高级香料中作留香剂。是调配东
方型、檀香型、玫瑰麝香等香型的主要香精 ,
也可用于膏霜、香皂、洗涤剂、烟草等日常用
品中作增香剂。
合成乙酸柏木酯的主要原料为柏木脑 ,
它来源于从柏树的根或干中提取的柏木油 ,
在柏木油中的含量为 20%左右 ,柏木油经过
减压精馏分离出柏木脑。柏木油主要产于我
国西南地区 ,四川产量约 2000t /a,我国的柏
木油主要用于出口 ,深加工品极少。而国外则
利用原油深加工成系列香料产品返销给我国
或其他国家 ,从而牟取更高的利润。为提高我
国柏木油的利用价值 ,进行了深加工品的研
究和生产 ,乙酸柏木酯则是多种深加工产品
中的一种。
二、实验部分
   1. 主要原料及试剂
( 1)柏木脑 四川广元金利香料有限公
司产 , GC分析含量为 85% ;分子式 C15H26O,
分子量为 222. 36。 淡黄色针状结晶。
( 2)醋酐  CP级 ,含量≥ 97%。
( 3)复合催化剂 自配。
2.反应方程式
   3.合成方法
将柏木脑 ( 1mo l)与醋酸酐 ( 1. 2mol ) ,投
入装有温度计、搅拌装置、加料口的三颈烧瓶
中 ,在 20- 35℃温度下 ,边搅拌 ,边滴加适量
复合催化剂 ,从滴加开始计时 ,反应 24h结
束 ,反应液呈浅棕色液体 ,没有明显的分层。
将反应液倾入烧杯中 ,用 20% NaOH溶液调
pH值至 9- 10,用分液漏斗分去水层 ,再用
水洗涤油层三次 ,放出水层 ,再把油层转移至
带塞的三角瓶中 ,加入干燥剂干燥过夜。去掉
干燥剂后 ,对油层进行减压分馏 ,于 0. 093
M Pa下收集 160- 210℃的馏份即为所需产
品。
   4.工艺过程
    醋酐 复 合催化剂  20%碱液 水     ↘  ↙  ↓  ↓
柏木脑 20- 35℃ 反应 —→ 中和 → 洗涤→ 减压蒸馏→产品
·3·第 1卷  1998年第 6期 四川化工与腐蚀控制
三、结果与讨论
   1. 温度对反应的影响
柏木脑是叔醇类化合物 ,叔醇在酸催化
下酯化一般比脱水难。在本试验中 ,最终产物
是生成酯还是烯取决于温度的影响 ,在固定
反应物配比和催化剂用量及反应时间的情况
下 ,改变反应温度 ,得到如表 1的结果。
表 1 温度对反应的影响
反应温度 (℃ ) 酯含量 (% ) 收率 (% )
20 63. 1 80. 5
25 66. 4 82. 3
30 66. 8 82. 5
35 66. 2 81. 6
40 55. 8 80. 5
45 40. 6 83. 3
50 未检出酯 (结果是含 98. 5%柏木烯 )
  由上表可知反应在 20- 35℃条件下进
行 ,效果较好。由于实验时室温在 20℃左右 ,
因此没有摸索 0- 20℃间的反应情况。
   2. 反应时间对反应的影响
固定反应温度为 30℃ ,在原料配比和催
化剂量不变的情况下 ,改变反应时间 ,得到如
表 2的结果。
  表 2  反应时间对反应的影响
反应时间 (h ) 酯含量 (% ) 收率 (% )
4 20. 1 65. 2
8 30. 5 68. 4
12 40. 3 68. 3
16 58. 3 67. 5
20 60. 0 79. 6
24 66. 7 82. 9
28 66. 5 82. 6
32 66. 8 81. 8
  由上表可知 ,反应时间以 24h为佳 ,再延
长反应时间 ,对增加收率影响不大。
   3.洗涤对产物的影响
对于香料的生产来说 ,微量异味杂质的
存在就会带来失败的结果 ,本反应的原料有
醋酐 ,味道刺鼻 ,催化剂也有难闻的气味 ,如
果这些东西洗不干净 ,则产品的质量就不合
格 ,因此洗涤非常重要。从大量的实验结果得
知 ,若只洗涤至中性 ,则产物异味重 ;若洗涤
至 pH8- 9,则香味合格。另外 ,洗涤过程不能
太急 ,要边中和 ,边搅拌 ,中和至 pH8- 9后 ,
要等一个小时后再复测一次 ,有时 pH值会
降至 5左右 ,这时需要再调 pH至 8- 9,若
pH值不变 ,则可以进行下一步的减压蒸馏
操作。
   4. 蒸馏温度对产品的影响
在减压蒸馏过程中应尽可能提高真空
度 ,若真空度达不到 ,则蒸馏温度必然就升
高 ,产品不仅香味差 (带焦味 ) ,而且颜色泛
黄 ,成为不合格品。由于焦味极难除去 ,严重
者使产品报废 ,因此为尽量降低蒸馏温度 (≤
210℃ ) ,真空度要求不低于 0. 093M Pa。
   5. 产品质量分析
本试验品的化学成分由气相色谱进行分
析 ,本产品与目前通用的 EOANo. 127标准
对比如下:
表 3 产品与标准品的质量指标对比
酯含量
(% )
酸值
(mg /g )
相对密度 折光指数
N020
EOA. No. 127 ≥ 45 ≤ 3 0. 966- 1. 012 1. 4950-
1. 5060
本试验品 63. 86 0. 24 0. 998 1. 4954
四、结 论
  本研究的乙酸柏木酯的合成只有一步 ,
所需设备少 ,投资不高 ,一般香料厂现有设备
就能完成生产。同时由于是低温反应 ,安全性
高 ,污染少 ,成本低 ,经济效益高 ,适合于香料
厂或精细化工厂接产。
参考文献
〔1〕顾可权 ;等 ,有机合成化学 ,上海科学出版社 ( 1987)
〔2〕王葆仁 ,有机合成反应 ,下册 ,科学出版社 ( 1985)
〔3〕苏州地区香料协会 ,香料化学 ( 1980)
·4· 四川化工与腐蚀控制 第 1卷  1998年第 6期