胶束催化肉桂油水解制备苯甲醛

论文摘要

苯甲醛作为食品和饮料香料的主要原料,广泛应用于食品、饮料、保健品、制药等工业中。由于安全和美味的需要,食品添加剂中对于苯甲醛的天然度有着较高的要求。以含苦杏仁苷的果仁为原料生产苯甲醛的传统生产方法,由于去除氢氰酸的工艺要求严格,工序较多,加上原料来源有限,生产成本极高,大大限制了其在食品工业中的应用。这就需要寻找一条由天然产物生产天然苯甲醛的代替途径。实践证明,由富含肉桂醛的天然肉桂油在碱性条件下水解制备天然苯甲醛在工艺上是可行的,但得率不高,反应条件不易控制。本实验室选择了对本反应具有胶束催化特性的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）,并用三乙醇胺代替部分碳酸钠。同时,采用控制一定的速度慢速滴入肉桂油,以及经反应一定时间后,边反应边分馏产物的新工艺。实验室对肉桂醛水解反应的反应温度、反应时间、pH、选用不同表面活性剂等方面探讨了各反应条件的影响。结果表明,新工艺具有提高反应速率,减少副反应,及提高收率的明显优势。当反应温度为368K～375K、选择碳酸钠和三乙醇胺为混合碱调节pH=10、m（肉桂醛）:m（水）=1:4、c（CTAB）=2.03*10-3mol·L-1、反应时间14h时,苯甲醛得率最高达到61%。通过微量量热法研究了十二烷基硫酸钠和十六烷基三甲基溴化铵胶束对天然肉桂油碱性水解的催化作用。提出了一种处理量热数据的新方法,实验室认为热谱曲线的峰高值需要校正以后才可以代入计算,并求算了反应的速率常数和活化能。通过Zeta电位的测量,考察了表面荷电性质的变化。实验结果表明,CTAB不但有降低溶液表面张力的效果,同时对OH-有较强的富集作用。最后,本文也提出了比较符合实验结果的反应机理。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1.1 苯甲醛的性质及应用
• 1.1.1 苯甲醛的性质
• 1.1.2 苯甲醛的应用
• 1.2 苯甲醛的生产工艺
• 1.2.1 二氯化苄水解法
• 1.2.2 氧化法
• 1.2.2.1 甲苯气相氧化法
• 1.2.2.2 甲苯液相氧化法
• 1.2.2.3 苯甲醇氧化法
• 1.2.2.4 间接电氧化法
• 1.2.3 还原法
• 1.2.3.1 苯甲酸还原法
• 1.2.3.2 苯甲酸甲酯还原法
• 1.2.4 三氧化二锰法
• 1.2.5 超（近）临界流体法（SCF）
• 1.2.5.1 超临界二氧化碳法
• 1.2.5.2 近临界水法
• 1.2.6 天然苯甲醛制备
• 1.3 本课题的研究目的和设计
• 第二章 实验部分
• 2.1 药品及仪器
• 2.2 主要仪器及其工作原理
• 2.2.1 使用仪器
• 2.2.2 TAM AIR 微量等温量热仪
• 2.2.3 气相色谱分析仪
• 2.2.4 高效液相色谱分析仪
• 2.2.5 Zeta 电位分析仪
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 CTAB，SDS 临界胶束浓度测定
• 2.3.2 热谱曲线的测定
• 2.3.3 肉桂醛水解的实验室实验
• 第三章 肉桂醛水解的热动力学
• 3.1 化学反应热动力学
• 3.2 无量纲参数法
• 3.2.1 表面活性剂对反应的影响
• 3.3 TAM AIR 的热动力学应用方程
• 3.3.1 热容常数Λ的求算方法
• 3.3.2 热谱峰高的校正
• 3.4 温度对反应的影响
• 3.4.1 不含表面活性剂
• 3.4.2 含表面活性剂CTAB
• 3.5 本章小结
• 第四章 影响肉桂油碱性水解反应的因素及分析
• 4.1 不同表面活性剂的比较
• 4.2 反应条件的影响
• 4.2.1 反应温度的影响
• 4.2.2 反应时间的影响
• 4.2.3 pH 对反应的影响
• 4.2.4 水相循环使用次数
• 4.3 本章小结
• 第五章 反应机理的探讨
• 5.1 非均相体系肉桂醛水解反应机理
• 5.2 近似均相体系肉桂醛水解反应机理
• 5.3 对今后工作的展望和建议
• 攻读硕士期间所发论文
• 参考文献
• 致谢