学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

天麻素中间体4-甲酰苯基四乙酰吡喃葡萄糖苷合成研究

作　者: 杨聪高
导　师: 陈樑
学　校: 昆明理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 天麻素中间体清洁生产相转移催化催化反应精馏醋酸甲酯
分类号: TQ252
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 56次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

目前,由于受从植物天麻资源获得天麻素的限制,近年来采用人工合成的方法制备天麻素的规模和产量日益扩大。但在人工合成天麻素过程中,需要经过首先合成溴代乙酰葡萄糖中间体和4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-0-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷等过程。在这些工艺过程中,大多都使用毒性较大的红磷和溴素,以及过量的醋酸酐,所残生的含磷和溴的低浓度废醋酸处理难度大,对环境造成了比较大的污染和危害；同样在合成天麻素中间体4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-0-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷的过程中,通常多采用溴代乙酰葡萄糖和对羟基苯甲醛进行反应,还用到丙酮、KI、氢氧化钠等试剂,由于该过程的转化率较低,收率不高(一般20～30%),且工艺复杂,不利于减少污染物的排放,降低能耗,不能满足我国当前清洁生产的要求。本论文针对人工合成天麻素中间体存在的以上问题,从清洁生产的角度提出对合成天麻素中间体溴代乙酰葡萄糖和4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-0-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷生产工艺中所使用的部分原料及辅助材料用低毒的物质进行替换,并进行生产工艺条件优化达到少产污的目的,同时对产生的副产物和废物进行资源化利用方法开展研究。在溴代乙酰葡萄糖的合成工艺中,用三溴化磷替代红磷和溴素,降低原料的毒性和对环境的危害,实验结果表明新工艺合成溴代乙酰葡萄糖的收率,最高可达82.4%,比传统的合成方法收率提高约10%左右，这在一定程度上提高了原料的转化率,降低了污染物的产生量,为废物的后续处理降低了成本,使合成溴代乙酰葡萄糖工艺的清洁生产水平得到提升。在天麻素中间体4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-0-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成工艺中,采用相转移催化法替代现有的KI催化法是一种提高最终产品收率的有效方法。本论文研究了几种相转移催化剂的催化性能,使用苄基三乙基氯化铵(BTEAC)可大幅度提高此天麻素中间体的收率,最高可达47.2%,比传统工艺收率提高了约17%,节约了原料,降低了污染物的产生量。同时还研究了溶剂系统对收率的影响,选择了最佳的溶剂配比,减少了丙酮溶剂的消耗量,降低了后续处理的成本,也达到了节能的目的,提高了清洁生产水平。在针对该工艺过程中不可避免产生的低浓度醋酸方面,本研究设计了催化反应精馏塔,利用催化反应精馏的方式,高效、节能的把废醋酸转化为醋酸甲酯产品,达到废物的资源化利用。该工艺对甲醇进料位置、醇酸进料摩尔比、催化剂浓度、回流比、停留时间等因素对处理低浓度废醋酸的影响进行了详细的研究,优化了处理工艺,使废醋酸的转化率最高达到98.65%,所得产品醋酸甲酯的纯度最高达到96.23%,甲醇的利用率最高达到92.95%,实现了废醋酸转化成高附加值的醋酸甲酯,实现了废醋酸的资源化利用,也使工艺整体的清洁生产水平得到了提高。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1、绪论  9-12
  1.1 课题的背景和意义  9
  1.2 课题的提出  9-10
  1.3 课题研究的主要内容  10-12
2、文献综述  12-19
  2.1 天麻素中间体研究概述  12-14
    2.1.1 天麻素(Gastrodin)  12
    2.1.2 天麻素中间体的合成方法  12-14
  2.2 溴代四乙酰基葡萄糖研究概述  14-16
    2.2.1 溴代四乙酰基葡萄糖的理化性质  14-15
    2.2.2 溴代四乙酰基葡萄糖的合成  15-16
  2.3 4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-O-乙酰-B-D-吡喃葡萄糖苷合成  16
  2.4 工业合成天麻素中间体工艺概述  16-19
    2.4.1 工业合成天麻素中间体生产工艺流程  16-18
    2.4.2 现有合成工艺剖析  18-19
3、人工合成天麻素中间体清洁生产工艺研究  19-54
  3.1 清洁生产概述  19-20
    3.1.1 清洁生产的概念  19-20
    3.1.2 实施清洁生产工艺的内容  20
  3.2 相转移催化与清洁生产  20-33
    3.2.1 相转移催化反应机理  20-22
    3.2.2 相转移催化反应及催化剂的类型  22-24
    3.2.3 相转移催化反应在有机合成中的应用  24-26
    3.2.4 相转移催化反应在药物合成中的应用  26-28
    3.2.5 相转移催化反应在糖苷化反应中的应用  28-31
    3.2.6 相转移催化反应的条件  31-33
  3.3 天麻素中间体溴代四乙酰基葡萄糖的合成  33-38
    3.3.1 主要仪器和试剂  33
    3.3.2 合成路线  33-34
    3.3.3 实验装置  34
    3.3.4 实验步骤  34-35
    3.3.5 合成溴代乙酰基葡萄糖反应条件的优化  35-38
  3.4 天麻素中间体4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-O-乙酰-B-D-吡喃葡萄糖苷的合成  38-43
    3.4.1 主要仪器和试剂  38
    3.4.2 合成路线  38-39
    3.4.3 实验装置  39
    3.4.4 实验步骤  39
    3.4.5 合成天麻素中间体反应条件的优化  39-43
  3.5 4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-O-乙酰-B-D-吡喃葡萄糖苷的相转移催化合成  43-48
    3.5.1 苄基三乙基氯化铵(BTEAC)催化性能研究  43-44
    3.5.2 四丁基溴化铵(TBAB)催化性能研究  44-45
    3.5.3 十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)催化性能研究  45
    3.5.4 十六烷基三乙基溴化磷(CTEPB)催化性能研究  45-46
    3.5.5 十六烷基三丁基氯化磷(HTBPC)催化性能研究  46-47
    3.5.6 几种相转移催化剂催化性能比较  47-48
  3.6 合成天麻素中间体氢核磁图谱分析  48-50
  3.7 合成天麻素中间体清洁生产工艺分析  50-53
    3.7.1 提高了废酸的浓度  50
    3.7.2 降低了原料的毒性和原料的使用量  50
    3.7.3 对原有合成工艺路线的改进  50-53
  3.8 小结  53-54
4、低浓度废醋酸的资源化利用研究  54-91
  4.1 合成醋酸甲酯的基础理论研究  55-58
    4.1.1 合成醋酸甲酯的酯化反应机理  55
    4.1.2 合成醋酸甲酯的热力学分析  55-56
    4.1.3 醋酸甲酯合成的动力学  56-58
  4.2 合成醋酸甲酯的催化反应精馏工艺  58-63
    4.2.1 醋酸甲酯传统合成工艺和催化精馏工艺比较  59-61
    4.2.2 催化反应精馏技术  61-63
  4.3 处理低浓度废酸的反应精馏塔的设计  63-71
    4.3.1 采用催化反应精馏技术处理低浓度废酸的可行性分析  63-64
    4.3.2 处理低浓度废酸反应精馏塔的设计  64-71
  4.4 低浓度醋酸催化精馏合成醋酸甲酯实验研究  71-72
    4.4.1 催化精馏塔的工艺流程  71
    4.4.2 实验主要设备  71
    4.4.3 实验原料  71-72
    4.4.4 分析方法  72
  4.5 实验结果与讨论  72-90
    4.5.1 无水甲醇进料位置对酯化反应的影响  72-73
    4.5.2 进料醇酸比的影响  73-77
    4.5.3 催化剂对酯化反应的影响  77-82
    4.5.4 回流比对本反应精馏的影响  82-86
    4.5.5 停留时间的影响  86-90
  4.6 小结  90-91
5、结论  91-93
致谢  93-94
参考文献  94-99
附录  99-107

天麻素中间体4-甲酰苯基四乙酰吡喃葡萄糖苷合成研究

内容摘要

全文目录

相似论文