紫苏醛的合成

2006年12月江西教育学院学报(综合)Dec.2006第27卷第6期Jourmal of Jiangxi Institute of Education(Comprehensive)Vol.27 No.6紫苏醛的合成夏克坚,夏利琴(江西教育学院,江西南昌330029)摘要:研究以天然β-蒎烯为原料经化学合成制得紫苏醛。采用乙腈为介质,以氯化亚铜苯甲酸铜为催化剂,β-藏烯.与过氧化苯甲酰在65+2C反应16h,得到的紫苏醋酸酯进--步水解、水汽蒸馏得粗品,减压精馏得纯度为96%的紫苏醇,收率为73%;紫苏醇在二氯乙烷中,用KS2O,-NaOH-H2O ,在 40C催化氧化反应9h,经酸化、静置分层、水洗、干燥回收溶剂后得紫苏醛,GC分析含量91.2% ,收率85.5%。合成紫苏醛的总收率62%(以β-蒎烯计)。经分析测试证明产物与文献报道值相符。关键词:紫苏醇; 紫苏醛;合成;B-蒎烯中圈分类号: 0621.3文献标识码: A文章编号: 1005 - 3638(2006)06 - 0033 - 04Synthesis of Perillyl AldehydeXIA Ke-jian,XIA Li-qin(Jiangxi Institute of Education, Nanchang 330029 ,China)Abstract: The manufacture of perillyl alcohol from β -pine was investigated in 62% yield.To a mixture of β-pine0.2mol,benzoyl peroxide 0.1mol,CuCl(0.2g),cupric benzoate(1.5g) was added to acetonitrile(150mL) and the mixture wasstired for 16h at 65+29C. Removal of the β- pine at 400Pa gave a residue benzoate ester on hydrolyzing in CH,OH-NaOH ,steam disiling gave a reidue peilyl alcohol, and ditillation under the vacuum gave the peillyl alcohol in .73%，and yielded a purity of 96%; In CH,CICH,C, peilyl aldehyde was synthesized with peillyl alcohol, KS2Oa-NaOH-H0 and catalyst for 9h at 40C,he organic layer was washed with H2O and dried with NaSO4 Removal of thesolevent gave peill aldehyde in 85.5%, and yielded a purity of 91.2%.Key Words: perillyl alcohol ;eill aldehyde ;synthesis;B-pine紫苏醇和紫苏醛是天然植物紫苏精油中的主要围的扩大，单纯依靠从天然植物紫苏中提取的紫苏成分,是一种香料物质。紫苏醇和紫苏醛也具有独油,由于含醛量较低(1~45%),且种植天然植物紫苏特的药用效果,可用于中药配方(如用于藿香正气易受气候等因素的影响，产量和质量不稳定,不适水),最近,大量的研究表明它们在肿瘤的治疗(如脑合大规模工业化生产，开发稳定的原料来源具有应瘤、卵巢肿瘤等)方面有独到的治疗效果,国外已经用价值。进人临床阶段;0.(21紫苏醛可与羟胺反应制备紫苏紫苏醇的合成有报道从a-蒎烯出发经剧毒的葶(英文名Perillartine,学名对-1.8- 孟二烯-7肟),二氧化硒选择性氧化、在高真空下铜锌催化异构这是一种高甜度甜昧剂,甜度是蔗糖的2000倍,可化得到;蔡智慧等4用红丹氧化β-蒎烯再经异构得广泛应用于烟草,日化,食品等行业,特别是用在烟到,收率和纯度不高;李谦和等5)用高浓度过氧乙酸草行业,可明显改善卷烟的吸味,减少刺激,使余昧与β-蒎烯环氧化后在硝酸铵的作用下异构得到紫醇和舒适,从而提高卷烟的品质。紫苏葶以其优良苏醇,总收率和纯度也不高。我们选择了与紫苏醇和的抗菌特性和无热量在日用品(如牙膏、口香糖等)紫苏中国煤化工-蒎烯为原料,用过中得到广泛的应用。(3)随着紫苏醇和紫苏醛应用范氧化CNM H G、氧化等步骤合成收稿日期:2006- 08-31.作者简介:夏克坚(1966- -),男,江西进贤人,江西教育学院理学分院教授,从事精细有机合成与应用研究。●34.江西教育学院学报(综合)2006年了高纯度的紫苏醇和紫苏醛,并实现了工业化生产,经分析测试证明产物与文献报道值相符,从而使紫3结果与讨论苏醇和紫苏醛有了一个稳定的生产来源。具体工艺路线如下:3.1紫苏醇的合成条件实验r00CCH,-OHCHO3.1.1 β-蒎烯 与过氧化苯甲酰物料比(n(β-蒎烯):benzoyl peroxideCH:OH/NaOHk2S20xn(过氧化苯甲酰)mol/mol)对反应收率的影响Cu(I)/Cu(I)β-蒎烯与过氧化苯甲酰物料消耗比为1,但过量的β-蒎烯有利于产率的提高(见图1),过量的β-蒎烯可以通过减压蒸馏回收,使用的物料比n(β-蒎1实验仪器及原料烯):n(过氧化苯甲酰)=2:1 (mol/mol)可以保证较好的收率，而又不至于过量的蒎烯回收时间过长导致聚1.1 化学药品合和其他的副反应。β-蒎烯,96% ,江西樟脑厂生产。过氧化苯甲酰,80乙腈,乙酸,过硫酸钾,烧碱等均为市售化学纯试剂,60苯甲酸铜为自制。言401.2 仪器岛津GC-9A气相色谱仪,FID检测器,0V1012C毛细管柱(20m),红外光谱仪岛津IR- -408, WZZ-21.00 1.23.00型自动旋光仪n(骤烯);n(过氧化苯甲酰)/mol/mol圈1 β-蒎烯与过氧化苯甲酰物料比 n(β_蒗烯):n(过2合成实验氧化苯甲酰)(mol/mol)对反应收辜的影响反应条件:反应温度65+29C,催化剂为CuCl/苯甲酸铜2.1 紫苏醇的合成3.1.2反应温度的影响在一配有强力搅拌器的500mL四口瓶中,依次反应温度对反应也有较大的影响，随着反应温加入乙腈150mL, β-蒎烯28.0g(0.2mol),过氧化苯度的升高β-蒎烯转化率降低,反应的选择性也略有甲酰24.2g (0.1mol) ,CuCl 0.2g (2mmol),苯甲酸铜下降。温度过低过氧化苯甲酰不能分解,反应不能进1.5g(8.1mmol),油浴加热至65+2C,保持反应16h行;温度过高,加速了过氧化苯甲酰的分解,故使β-后,于409，减压蒸除乙腈,继续在400Pa下回收未蒎烯转化率降低;同时反应温度升高，促进了产物的反应的β-蒎烯后,加入100mL乙醚，过滤回收苯甲重排和异构化等副反应,所以选择性下降,因此,在酸铜,溶液经2mol.rHCl洗(2x30mL) ,H2O(3x30mL)65+29C下反应可以较好地引发过氧化苯甲酰自由基洗涤后，蒸去乙醚，再加入200mL甲醇50mLH20,的形成促进反应进行并进行重排(见图2),过低的NaOH10g(0.25mol),回流2h,蒸馏回收甲醇后,加人反应温度难以引发反应的进行，反应温度高,明显有100mLH2O,水蒸汽蒸馏,馏出液用石油醚(60-_909C)聚合物产生影响产率。萃取,无水Na2SO4干燥,回收溶剂后减压精馏,收集100[97- 99C/ 1333Pa的馏分，得紫苏醇11.88g,GC分.析含量96%,收率73%。2.2紫 苏醛的合成意在1000mL四口瓶中将紫苏醇15g(0.1mol),二氯乙烷200mL,KS20&40g(Q15mol),NaOH12g(0.3mol),H20500mL,催化剂0.5g,在40C下,搅拌反应9h,小中国煤化工75 85 ”心用乙酸调PH=3,静置分层,有机相经水洗,无水YHCNMHGNa2SO4干燥,回收溶剂后得紫苏醛13.5g,GC分析含圈2反应温 度的影响量91.2%,收率85.5%。用NaHSO;乙醇方法精制可条件:n(蒗烯):n(过氧化苯甲酰)=2:1 (mol/mol) ,催化剂得含量96%以上的紫苏醛。为CuCL/苯甲酸铜第6期夏克坚,夏利琴:紫苏醛的合成3.1.3催化剂的影响且和水形成共沸物,反应在初始阶段较激烈,放热容我们试验了氯化亚铜、醋酸铜、苯甲酸铜、溴化易导致反应出现暴沸现象,我们增加了相转移催化亚铜作为催化剂,实验表明单一的铜离子抑制β-蒎剂,并用二氯乙烷替代了原先使用的二氯甲烷,工业烯的聚合作用没有CU( I )和CU( I )共同作用效果生产中反应容易控制,不会出现暴沸现象,且反应转好,我们选用CuCl/苯甲酸铜(新制备)作为催化剂。化率和收率也较高。温度过高,反应本身放热,初期3.1.4反 应时间的影响反应太激烈,会造成局部过热导致深度氧化,生成较在合成紫苏醇的过程中,我们用气相色谱跟踪多的羧酸,会影响反应需要的PH>9的要求,使得反反应过程分析中间产物紫苏醇醋酸酯含量的变化,应液容易乳化,非常难于分层,增加了分离的难度,取样后用乙醚萃取,酸洗水洗后取样GC分析,确定导致收率下降。控制反应温度在40以下可以保持了反应所需要的时间为16h(见图3)。反应平稳进行。0厂40 r0上30 t0F200t10 t1o t0L3 568101214161820242:354:vC/h图5反应温 度的影响團3GC分析跟踪紫苏醇醋酸酯含屿反应时间的变化条件:同2.2条件:反应温度65+29,n (蒗烯):n (过氧化苯甲酰)=2:13.2.3反 应时间的影响(mol/mol),催化剂为CuCl/苯甲酸铜伯醇氧化合成醛的反应是非均相反应，在常温3.2紫苏醛的合成实验下使用二氯甲烷做溶剂需要反应24h才能达到所需3.2.1氧化剂的用量伯醇氧化合成醛的反应，常用极性介质,在金属要的转化率,通过改变溶剂提高反应温度,对反应过离子的存在下,利用K2S2Os-Na0H氧化体系反应制程进行了色谱跟踪，观察紫苏醇和紫苏醛含量的变得,60实验表明氧化剂的消耗量较大,n(过硫酸钾):n化(图5),反应在引发阶段速度很快,随着紫苏醇浓(紫苏醇)<1.5:1 (mol/mol)时氧化不完全,过量的氧化度的降低,反应速度减慢,为保证有较好的收率,反剂是为了保持水溶液中氧化剂的浓度;在实验中我应9h是适宜的。10们发现补加氧化剂和碱及催化剂反应难于再继续下80去,使用n(过硫酸钾):n(紫苏醇)=2:1 (mol/mol)可以一景紫苏醇得到较好的转化率和收率(见图4)。40-紫苏醛100800-60-◆紫苏醇34567891+紫苏醛團5氧化反应 时间的影响条件:按2.2投料,取样GC分析1.2 1.5 1.8 2n(过硫酸钾):n(紫苏醇)/mol/mol总之,以β-蒎烯为原料,经过氧化苯甲酰的环氧化和异构得到紫苏醇醋酸酯，紫苏醇醋酸酯经皂圈4KSO%的用f对合成紫苏醛的影响化得紫苏醇、紫苏醇氧化得到紫苏醛的合成工艺路条件:409C,n(KS2O):n(NaOH)=2:1 (mol/mol) ,CHCICH,Cl线具有反应备件较为温和容易实现工业化生产。3.2.2反应温度的影响中国煤化工由于伯醇氧化制醛的反应是非均相反应,在常MYHCNMHG温下使用二氯甲烷做溶剂需要反应24h才能达到所参考文献:需要的转化率,7提高反应温度，可以提高反应速[1 ]Elson, Charles E. Method of sppressing tumor growth with度,使反应时间大大地缩短，但由于二氯甲烷沸点低combinations of isoprenoids and stains [P].Usp 6441029,●36.江西教育学院学报(综合)2006年2002,August 27.[5]李谦和,王小梅,尹笃林等.合成光学活性紫苏醇的简易方[2 ]Reddy,.S.,et al.Chemo Prevention of Colon Carcinogenesis法[J].香料香精化妆品,2002,(2).by Dietary Peill Acol[J].Cancer Res, 1997,(3). .[6]孙凌峰等.由紫苏油合成超级甜味剂1.8-对孟二烯-7-肟[3]Carale,M. Teresa R. et al, Cationic antibacterial dentifrice的研究[J].化学世界, 1998, (9). .exhibiting superior foaming properties [P]. Usp 6447758,[7 ]Kanemoto ,S . Matsubara, K●Takai , Etc . Recent report on the2002 ,September 10.calalytic oxidation of llylie alcohols [J]. Bull.Chim. Soc.[4]蔡智慧等.β-蒎烯合成紫苏醇的研究[J].林产化学与化Jpm, 1988,(61).工,1994,(14).责任校对:祝子萍浅谈文综高考地理复习模式王名生，(江西省万载中学,江西万载336100)从高考考纲和历年高考试题中可以看出.地理科目考查的知识(二)综合:是指专题的设计与落实要以高考知识点的内在联系具有点多、线长、综合能力要求高的特点,因而,复习过程中要求科为基础,建立以综合理解和综合应用为目标的新逻辑体系。新逻辑学地把相关知识点和能力点落实到不同轮次的复习环节中去,以保体系的建立必须解决和处理好“选、讲、练、评"的关系。证学生能够有序而全面地掌握知识和提升能力。(1)专题的选择第一轮复习总的任务和目标定位于“狠抓双基,稳中求升"。1.专题选撣依据:①是涉及地理基础知识、基本技能、基本方法(一)狠抓双基:首轮复习所用的时间最长,其目的是打牢基础，的内容(等值线图的判读);②是涉及自然地理基本原理、基本规律和这一环节是复习成败的前提条件。地理科目的基础知识主要包括基主要过程的内容(热力过程原理);③是涉及人文地理.区城开发和整本地理事实、地理概念、地理规律、地理原理等几个方面,这一环节治的内容(海岛的开发);④是和地理热点相关的内容(我国的能源安的关键是准确通透,不能含糊不清。以概念教学为例,应抓住定义全问题及其解决)。中的关键限制词.明确内柄和外延,注重对概念间的比较,如自然资2.专题整理(以人文地理专题的整理为例):①以高中人文地理源与能源资源、滑坡与泥石流、太阳日与恒屋日.生态农业与立体农部分内容为线索;②以初中地理为基础;③用高中的原理进行分析和业等。地理基本能力主要包括空间想象能力.抽象思维能力、分析判归纳。断能力地理计算能力.语言表述能力等.每种能力的培养要结合考3.值得注意的问题:在高考复习时要十分注意系统性知识(某-纲和教材,进行分解和细化,以作图能力为例,在剖面图绘制这-环要素知识构成)与专题性知识(某-要素 为主,相关要素合成)的联系节中,可以有效地进行触类旁通.学会绘图的基本要领.并可通过各与区别.充分发挥两种知识整理方式的作用。种地图进行比较分析.总结规律,从而学会绘制各种不同类型的地(2)第二轮复习中的讲与练图。第二轮专题复习要抓好“讲功"。因为第二轮专题复习的内容已(二)稳中求升:单纯追求知识点的过关显然还是不够的,因为打破教材原有逻辑结构,是学生无可凭照的。注重从本学科.本专题没有一定的知识网络不利于牢固地掌握知识，也不适应高考要求，的全局着眼,进行综合讲授,并进行明确的针对性练习因面“稳中”还要“求升",由于曼学生知识和能力水平的限制,应该(3)专题训练题的选择也只能进行知识的适当延伸,建立一定的知识链条,形成初步的知1.针对重点考点内酒知识要素的综合考练(多元性训练)。识网络,注重整合相关地理知识,帮助和引导学生进行知识点的扩2.针对主要考点之间内在联系线索的综合考练(多向性训练)。展,逐步形成学生的综合思维能力。3.针对专题知识面内共性问题的综合考练(共性和规律性训练)。第二轮专题复习总的任务和目标定位为“深化”.“综合”、“应4.针对专题知识体系中各种构成部分相互关系的综合考练(整用“三个方面。体性训练)。(一)深化:兼顾基础.重在提升5.针对讲评重点问题的综合考练(矫正性训练)。(1)考纲研究:根据考纲要求,重点培养三个能力一个方法:动(三)应用:是指运用所学基本理论认识、分析、解决社会实际问手能力;描述能力(对地理学语言的准确使用);读图能力;分析问题题,这是学科能力和高考能力的最高层次。在素质教育和新课改模的方法。式下,“应用”能力不仅是“实用”.更重要、更富成效的是“创意"。高(2)拓展内容:回归书本,整理学科知识结构,形成学科知识网考中几乎所有学科都鼓励和引导考生以创新精神实现知识应用过程络,有效地帮助学生查漏补缺。中的“创意",所以第二轮专题复习应注重培养学生应用知识的能力。(3)提升目标。-轮复习注重对基础知识的“识记.理解",二轮第三轮复习目标是“灵活自如.快速稳准"。复习则进一步提升为“理解和应用",特别是对核心概念和主千知这一轮复习宜采用强化训练的方式,精选高考试题,把学生的应识,更要综合地理解和综合地应用。试水平由技能提升到技巧的档次,顺利准确地完成试题,获得最佳的(4)改变方法。- -轮复习主要依据教材的学科逻辑关系以及学应试效果同时巩固前期学习积淀。生原有的认知为基础,以重温教材的方式进行;二轮复习则进一步中国煤化工“自我回归"。不同的学生改变为以相同或相近范畴为线索,打破现有的教材逻辑关系,建立在前期不相同,也必需有一一个知起相对独立的跨单元跨年级的新逻辑体系,所以在复习方法上更识的自:YHCN M H G后阶段的时间应交给学.强调从整体出发,立足专题,着眼全局。同时.要教会学生如何看书、生,回归课文,回归自我.教师进行适当的指导,把学生的应试状态调如何查漏补缺。切忌简单地重复。要鼓励学生大胆地提出问题,并引节到最佳水平,更有利于学生在高考中的充分发挥,取得高考的胜导学生解决问题。