引言
缩醛类化合物是近十几年发展起来的一类新型高档香料和重要合成中间体。作为新型高档香料,缩醛化合物具有优于其母体醛类化合物的花果香味,香气柔和清雅,广泛用于化妆品、食品、饮料等添加剂工业。2-糠醛缩二乙醇主要用于化工和医药中间体及化学试剂,目前主要依赖进口,价格昂贵。其传统的合成方法是在无机酸催化下由糠醛与乙醇合成,该法存在副反应多,设备腐蚀严重,后处理中大量的酸性废水造成环境污染等缺点。研究利用更加优良的环保型催化剂合成缩醛具有重要意义。文献报道了一些路易斯酸、分子筛、蒙脱土、固载杂多酸盐等固体酸催化剂对缩醛(酮)反应具有一定的催化作用。而新型环保型催化剂类水滑石由于其特殊的结构和性质日益受到关注。
类水滑石(HTLcs)也称阴离子黏土或层柱双金属氢氧化物(LDHs),是一类具有层状结构的材料。由于其层板上的金属离子和层间平衡阴离子的可调变性,使得它们在催化、医药、有机高分子材料等领域中得到广泛应用。自20世纪80年代以来,研究者合成了各种不同金属离子取代的HTLcs。类水滑石作为酸碱催化剂,其酸碱性可在较大范围内因组成和含量不同进行调变。本文采用共沉淀法制备了Cu-Al二元类水滑石。并将其应用于催化合成2-糠醛缩二乙醇,结果较为理想。
合成方法[1]
1、催化剂的制备
按一定摩尔比将1.0mol/L Cu(NO3)2、0.5mol/L Al(NO3)3溶液混合,在不断搅拌下,以1.0mL/min的速度滴加NaOH和Na2CO3混合溶液,控制pH在4.9±0.2,滴加完毕继续搅拌0.5h,得到的浆液转移至不锈钢反应釜中,密封后110℃下进行水热处理3h,然后冷却、抽滤、洗涤、于80℃下烘干、研磨待用。
2、2-糠醛缩二乙醇的合成
在三口烧瓶上装配温度计、回流冷凝管,将其固定在集热式恒温磁力搅拌器上。然后向其中加入一定量的新蒸糠醛、乙醇和催化剂,在搅拌下水浴加热升温至70℃,常压下反应,定时取样,产物2-糠醛缩二乙醇用北京瑞利SP-2100气相色谱仪定量分析。分析条件:OV-101毛细管柱,柱温170°C,进样器210°C,FID 230°C。
最佳合成条件为:催化剂n(Cu)/n(Al)=0.5,V(乙醇):V(糠醛)=40:3,催化剂用量为0.1g,反应时间90min,反应温度70℃,2-糠醛缩二乙醇转化率可达54.43%。
参考文献
[1]廖家友,谢鲜梅,程淑艳,等. Cu-Al类水滑石催化合成2-糠醛缩二乙醇的研究[J]. 现代化工,2009,29(z1):133-136. DOI:10.3321/j.issn:0253-4320.2009.z1.040.