[发明专利]高收率肉桂醛的工业制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及肉桂醛的制备方法,具体是指一种高收率肉桂醛的工业制备方法。

背景技术

肉桂醛又叫苯基丙烯醛，是具有浓郁的桂皮芳香气味和辛辣味的油状物，是一种常用的香料，具有杀菌、保险、除臭等功能以及良好的持香作用。因此，肉桂醛广泛用于饮料和食品的增香剂及化妆品的香料，同时也是重要的有机合成中间体。近几年的研究证明，肉桂醛还有抑制致癌物质黄曲霉菌的作用，更得到人们的重视。

目前肉桂醛有以下几种工业制备方法：

1、在碱性条件下，苯甲醛和乙醛发生缩合反应，混合物经减压蒸馏后得到肉桂醛。由于苯甲醛不溶于水，此法属于两相反应，收率太低，收率不足60%，经济效益差。

2、以苯甲醛和乙醛为原料，KF/Al₂O₃为催化剂，PEG为相转移溶液，合成肉桂醛，收率80%以上。此方法合成的肉桂醛收率高，工艺比较简单，但是使用的催化剂的制备比较复杂，并且价格昂贵，对环境有污染，回收工序繁琐。

3、以苯甲醛和乙醛为原料，在近临界水中合成肉桂醛。此法合成肉桂醛工艺简单，对环境污染比较小，但是收率太低，低于50%，且在高温高压条件下，近临界水中的有机化学反应对设备的腐蚀较严重，同时采用此法的投资过大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种高收率肉桂醛的工业制备方法，该方法不仅收率高，而且在生产过程中，减少了污染物的排放，降低了环保成本。

为实现上述发明目的，本发明的高收率肉桂醛的工业制备方法，按照以下步骤进行：

A、在反应容器中加入固体催化剂和聚乙二醇400（PEG-400）的水溶液，然后加入苯甲醛；

B、在搅拌下，将质量百分比为30~50%乙醛水溶液缓慢滴加到上述溶液中，滴加完毕后，控制温度在25~30℃，反应3~5小时；

C、反应完毕后水洗，然后进行静置分层；

D、分离出油层后进行蒸馏，即可得到肉桂醛。

在步骤A）中，所述固体催化剂为强碱型阴离子交换树脂，强碱性阴离子交换树脂的用量为苯甲醛质量的10~15%。强碱型阴离子交换树脂为强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。优选为D201、201×7、Amberjet 4400 OH或Diaion PA。

所述聚乙二醇400的水溶液的配置是将聚乙二醇400加入到去离子水中。其中，去离子水的用量和原料苯甲醛、乙醛的总质量有关，所述去离子水的质量与反应原料苯甲醛和乙醛的总质量比为1.2~2：1。

PEG-400的用量根据苯甲醛的质量来定，所述聚乙二醇400的用量为苯甲醛质量的0.5%。本发明中，所述苯甲醛和乙醛的摩尔比为1~2：1。

本发明步骤A）中，加料前采用氮气吹扫来排除反应容器中的氧气。

本发明步骤B）中，缓慢滴加乙醛水溶液时，滴加时间控制在1~2小时，温度控制在15~20℃。

本发明步骤C）中，静置分层采用多级静置的方法，在中和水洗后放料到静置设备中静置一次，然后放入到带有搅拌装置的储存罐中继续搅拌一段时间，之后再静置一次。

本发明步骤D）中，分离后油层的蒸馏采用分子蒸馏，蒸馏设备采用刮板式分子蒸馏装置。

本发明的有益效果：

1、加料之前用氮气对缩合反应釜进行吹扫，排除反应容器中的氧气，降低了苯甲醛、乙醛、肉桂醛氧化的几率，减少了副反应的发生。

2、反应在含有强碱性阴离子交换树脂、相转移催化剂PEG-400的水溶液中进行，加速了正反应的进行，大大提高了收率。

3、本发明采用强碱性阴离子交换树脂作为催化剂，离子交换树脂的颗粒性和多孔结构使其适用于液相反应，也可用于非水体系。反应完成后，固定化的催化剂可以直接从反应混合物中分离出来，除去方法简单，可迅速回收。免除了常规碱催化剂使用需要进行中和、洗涤、等后处理程序，简化了生产工艺，也避免了废碱液体对环境的污染。另外，与碱催化剂比较，离子交换树脂易于保存和运输。离子交换树脂作为优异的固体催化剂完全符合绿色化学的要求。

4、采用多级静置的方法分层，降低了废水中悬浮的物料量，与传统静置相比，直接降低了苯甲醛和乙醛的单耗。

5、由于肉桂醛带有共轭双键，化学性质活泼，高温易聚合、氧化；减压蒸馏需要130℃左右，而分子蒸馏在80℃以下。因此，采用分子蒸馏的方法，可以有效地降低物质的热损伤，提高产品收率和纯度，降低产品成本。