精细化学品合成

刘辉(博士)、梅崇珍(教授)

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 精细化工产品的特点
    • 1.2 精细化工产品的分类
    • 1.3 精细化工产品的发展趋势
  • 2 基本精细有机合成原理
    • 2.1 取代反应
    • 2.2 加成反应和消除反应
    • 2.3 氧化-还原反应
    • 2.4 聚合反应
  • 3 表面活性剂
    • 3.1 概述
    • 3.2 表面活性剂的基本性质和应用原理
    • 3.3 阴离子型表面活性剂
    • 3.4 非离子型表面活性剂
    • 3.5 阳离子型表面活性剂
    • 3.6 两性表面活性剂
    • 3.7 特种表面活性剂
    • 3.8 合成洗涤剂
  • 4 合成材料助剂
    • 4.1 增塑剂
    • 4.2 阻燃剂
    • 4.3 抗氧剂
    • 4.4 热稳定剂
    • 4.5 抗静电剂
  • 5 合成胶粘剂
    • 5.1 概述
    • 5.2 热塑性胶粘剂
    • 5.3 热固性胶粘剂
    • 5.4 橡胶胶粘剂
    • 5.5 丙烯酸酯类胶粘剂
    • 5.6 有机硅胶粘剂
    • 5.7 专用胶粘剂
  • 6 涂料
    • 6.1 概述
    • 6.2 涂料的基本原料
    • 6.3 涂料化学基本原理
    • 6.4 涂料的配方与生产工艺
    • 6.5 涂料的基本性能与检测
    • 6.6 涂料的储运、施工与回收利用
    • 6.7 常用涂料产品性能与应用
    • 6.8 专用涂料与特种涂料简介
    • 6.9 环境友好涂料
  • 7 药物中间体
    • 7.1 概述
    • 7.2 抗生素类药用中间体
    • 7.3 解热镇痛药用中间体
    • 7.4 化学治疗药用中间体
    • 7.5 心血管系统药用中间体
    • 7.6 抗肿瘤药用中间体
    • 7.7 抗病毒药物
  • 8 农药
    • 8.1 概述
    • 8.2 杀虫剂
    • 8.3 除草剂
    • 8.4 杀菌剂
    • 8.5 熏蒸剂、杀线虫剂和杀鼠剂
    • 8.6 植物激素和生长调节剂
    • 8.7 农药的发展前景
  • 9 食品添加剂和饲料添加剂
    • 9.1 食品添加剂
      • 9.1.1 食品添加剂概述
      • 9.1.2 食品防腐剂
      • 9.1.3 食品抗氧化剂
      • 9.1.4 食用色素
      • 9.1.5 食品营养添加剂
      • 9.1.6 食品调味剂
      • 9.1.7 食品增稠剂与乳化剂
      • 9.1.8 常见的食品添加剂及易超标食品添加剂
    • 9.2 饲料添加剂
      • 9.2.1 饲料添加剂概述
      • 9.2.2 氨基酸类饲料添加剂
      • 9.2.3 维生素类饲料添加剂
      • 9.2.4 矿物质添加剂
      • 9.2.5 微生物饲料添加剂
      • 9.2.6 药物饲料添加剂
      • 9.2.7 其他饲料添加剂
  • 10 香料与香精
    • 10.1 概述
    • 10.2 天然香料
    • 10.3 合成香料
    • 10.4 香精
  • 11 染料和颜料
    • 11.1 概述
    • 11.2 染料和颜料的分类
    • 11.3 染料中间体的基本化学过程
    • 11.4 偶氮染料和蒽醌染料的制备方法
  • 12 其他精细化学品
    • 12.1 石油化学品
    • 12.2 造纸化学品
    • 12.3 印刷化学品
    • 12.4 电子化学品
    • 12.5 汽车化学品
    • 12.6 皮革化学品
    • 12.7 建材化学品
    • 12.8 水处理化学品
  • 13 最后一次课
    • 13.1 最后一次课内容
  • 14 课程设计
    • 14.1 课程设计指导
合成香料

§10.3 合成香料

香料合成采用的有机化学反应:氧化、还原、水解、缩合、酯化、卤化、硝化、加成、异构、环化等。合成香料工业已成为精细化工的重要组成部分。

 按原料来源的不同,可分为:

  ①用天然植物精油生产合成香料;

  ②用煤炭化工产品生产合成香料;

  ③用石油化工产品生产合成香料。

合成香料分类

1按官能团分:如醇类香料、醛类香料、脂类香料等。

2按碳原子骨架分:如萜类香料、脂肪族香料、芳香族香料等。

3按用途分:日用香料、食用香料、其他用途香料。

香料化合物中至少含有CH两种元素,但大多数香料还含有ONS三种元素中的一种、两种甚至三种。含有C1Br等元素的香料化合物品种很少。

烃类香料

简单的烷烃类化合物极少用作香料。萜烃类化合物在植物精油成分中占有重要地位,但由于萜烃香气一般比较弱,化学性质不够稳定,作为香料使用的也不多,芳烃类香料有几十种,但香气比较粗糙,因此,烃类化合物在香料工业中主要作为合成其他香料的原料

醇类香料 

醇类香料在香料工业中占有重要地位,其品种约占合成香料总数的五分之一。苯乙醇是玫瑰、橙花、依兰的主香成分之一。

萜醇在自然界中存在更为广泛,例如在玫瑰油中,香叶醇含量约为14%,橙花醇约为7%,芳樟醇约为1.4%,金合欢醇约为1.2%。

醇类香料除广泛用于调香外,也是合成醛、酮、脂等其他香料的主要原料。

酚类香料

丁香酚,是无色至淡黄色液体,具有强烈的丁香香气,是配制丁香、香石竹、康乃馨等香精的主香剂,在食品香精及烟用香精中也经常使用。丁香酚也是合成香兰素的重要原料。丁香酚主要通过酚钠盐法从天然精油中单离。

麦芽酚也叫麦芽醇,是一种重要的食用香料,为白色晶体,具有甜焦糖香。主要用于食用香精。微量用于牙膏、化妆品香精中。麦芽酚可以用曲酸为原料制备。

醚类香料 

醚类香料品种约占香料总数的5%。脂肪族醚类化合物很少用作香料。酚醚类香料在醚类香料中占有重要地位。

茴香脑也叫大茴香脑,低熔点白色结晶,具有甜茴香气味,是茴香油(80%左右)、小茴香油(65%左右)的主要香成分。茴香脑是一种重要的食用香料。在皂用、洗涤剂用香精中应用也很广泛。

茴香脑国内目前主要采用减压蒸馏法从天然精油中单离,也可以由苯甲醚和丙酸酐为原料制备。   

醛类香料 

Ø 醛类香料约占合成香料总数的十分之一。由于醛类香料容易聚合,使其应用受到一定的限制。

Ø 香兰素:又名香草醛、香荚兰醛,是白色至微黄色针状结晶,具有香荚兰豆的香气。香兰素是很重要的香料,几乎用于所有香型

Ø 香兰素在食用香精中用途很广,用量也很大,在食品中的用量最高可达2%。香兰素是少数几个可直接用于食品加香的香料之一。

酮类香料

• 酮类香料在香料工业中占有重要地位。一些大环酮类化合物是动物性天然香料的主香成分。酮类香料由于其良好的香气和化学稳定性,在调香中得到了广泛的应用。 

缩碳基类香料

缩碳基类香料包括缩醛和缩酮两大类,是最近二三十年发展起来的新型香料化合物。化学稳定性强、香气好,使用普遍。 

酯类香料

• 酯类香料在香料工业中占有特别重要的地位,它们大多具有花香、果香、酒香或蜜香香气,是鲜花、水果香成分的重要组成都分。酯类香料品种约占香料总数的五分之一,在日用香精、食用香精中都是不可缺少的。 

 

乙酸芳樟酯:无色液体,具有类似熏衣草橙叶样香气,广泛用于各种日用香精和食用香精的调配,是董衣草、橙花、茉莉、香柠檬等香精的主香剂。乙酸芳樟脂可以由芳樟醇和乙酸酐反应制取。

乙酸柏木酯:白色结晶或无色粘稠液体,熔点3940℃,具有类似柏木一香根香气,作为定香剂,广泛用于木香、檀香、玫瑰、素心兰等日用香精中,在皂用香精中用量可高20%。乙酸柏木酯通过柏木醇与乙酸酐反应制备。

己酸乙脂:无色或淡黄色液体,具有强烈的菠萝香蕉香气,在花香、果香型日用香精中起头香剂作用。常用来配制香焦、菠萝、苹果等食用香精,是最重要的洒用香料之一。己酸乙酯通过己酸直接酯化法制取。

结晶玫瑰:白色晶体,具有微弱的玫瑰样香气,是不多见的含氯香料之一。结晶玫瑰作为定香剂广泛用于玫瑰、香叶等日用香精,特别适用于皂用香精。结晶玫瑰可以由苯甲醛和氯仿为原料制取。

水杨酸异戊酯:又名柳酸异戊酯,无色液体,具有三叶草和药草香气,适用于调配素心兰、山茶花、紫罗兰、香石竹、风信子、桂花、菊花等日用香精,也微量用于食品香精中。水杨酸异戊酯由水杨酸直接酶化法制取。

邻氨基本甲酸甲酯:为无色至淡黄色液体,带有蓝色荧光、具有橙花一果香香气。主要用于茉莉、橙花、栀子、水仙、白兰、依兰、晚香玉等日用香精中,在食用香精中也经常使用。邻氨基本甲酸甲酯由邻氨基苯甲酸和甲醇反应制取。

内酯类香料

• 内酯类香料主要有γ一内酯、δ内酯和大环内酯三类。大都具有花香或果香,广泛用于日用香精和食用香精中。大环内酯般具有麝香香气,属于合成麝香类香料

• γ-十一内脂:俗名桃醛、十四醛,具有强烈的桃子香气,是最常用的内脂类香料之一。在桂花、茉莉、栀子、铃兰、橙花、白玫瑰、紫丁香、金合欢等日用香精中均常使用。也是配制桃子、甜瓜、梅子、杏子、樱桃、桂花等食用香精的常用香料。

• 香豆素:是重要的豆香型香料之一,为白色晶体,具有类似黑香豆的干草香气,常用于香薇、素心兰、紫罗兰、山楂花、葵花、兰花等日用香精中。大多数国家已不允许食用,但香豆素的衍生物二氢香豆素和八氢香豆素可作为食用香料使用。       

腈类香料

腈类香料是本世纪70年代才引起香料界重视的一类新型香料,由于其化合物性质稳定,较高分子量的腈类毒性及刺激性均比相应的醛小,香味持久且合成工艺简便,类很有发展前途且有待进一步开发的香料。

柠檬腈:是以香叶腈和橙花腈为主的六种异构体混合物,为无色至浅黄色液体,具有类似鲜柠檬果的香气。主要用于皂用和洗涤剂香精,用量可达10%,不作食用

茴香腈:为白色针状结晶,具有强烈的香豆素香气,主要作为定香利用于皂类、洗涤剂类香精中。茴香腈可由茴香醛为原料制取

 

含硫香料

含硫香料主要用于食用香精,含硫香料域值大都很低,香势很强,纯品般具有令人厌恶的气味,极度稀释后则香气诱人。大部分含硫香料作为香料的年使用量为几十至几百公斤,甚至更小,这是含硫香料的一个很显著的特点。

呋喃类香料

呋喃类香料是品种最多的杂环香料,也是非常重要的一类合成香料。大部分呋喃类香料可以用糠醛为起始原料制备。

噻吩类香料

  在对许多食品挥发性香成分的分析中检测出了噻吩及噻吩酮类化合物,它们具有焦香、肉香、坚果香、葱蒜香等香气,香势强烈。噻吩类化合物作为香料的历史很短

吡咯类香料

吡咯类化合物广泛存在于天然食物中,在烤咖啡、烤可可、炒棒子、炒花生、烤面包、奶牛肉、熟猪肝、绿茶、韭菜、谷物制品中,均有吡咯类化合物存在。主要用于食用香料

噻唑类香料

• 噻唑类香料是重要的杂环香料,在各种食用香精的调配中得到了广泛应用。目前允许使用的噻唑类香料有数十种。 

吡啶类香料

吡啶类化合物广泛存在于天然精油和食品中。在茉莉、薄荷、玫瑰草、熏衣草、马铃薯、韭菜、花生、大麦、玉米、茶叶、咖啡、可可、炒榛子、烤面包、煮牛肉、炸鸡、河虾、酱油、啤酒、烟草中均发现有微量吡啶类化合物的存在,吡啶类香料一股具有青香、青菜香、烤香和烟草香,在日用香精、食品香精和烟草香精中均可使用。