探析固体酸催化剂催化合成甲基柏木酮的研究

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1、浙江大学化学工程与生物工程系硕士学位论文固体酸催化剂催化合成甲基柏木酮的研究姓名：吴辉平申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈纪忠20100101浙江大学硕士学位论文摘要摘要甲基柏木酮(MCK)是一种具有木香香气又兼麝香底韵的经典香料，广泛应用于消毒剂、化妆品、洗涤产品等日用化工、卫生保健行业。目前，工业上甲基柏木酮主要是以柏木烯为原料，在多聚磷酸(PPA)催化下和醋酐反应而制得。该工艺是以多聚磷酸为催化剂，副反应多，选择性不高，收率低，且腐蚀设备，会对环境造成污染。因此，研究固体酸催化剂催化合成甲基柏木酮具有重要的现实意义。在甲基柏木酮中，其主香成分IsomerG是由罗汉柏木烯

2、在酸催化剂作用下先异构化成OlefinB再乙酰化而得到的，选择合适的催化剂和反应条件可以最大限度地生成OlefinB。因此，本文首先研究了活性炭负载磷钨酸催化剂(PW／AC，负载量30％)催化罗汉柏木烯的异构化反应，确定该催化剂对罗汉柏木烯异构化为OlefinB具有很高的选择性。通过BET、IR、XRD、粒度分布、孔径分布等对PW／AC催化剂的结构进行了表征，考察了反应温度、溶剂比、催化剂用量等因素对异构化反应的影响，发现反应温度为40。C，溶剂与罗汉柏木烯的质量比为2：1，催化剂用量为40％为最优操作条件。同时，本文通过对多种固体酸催化剂进行筛选，发现大孔型强酸性阳离子交换树脂催化剂

3、对柏木烯的乙酰化反应具有很高的催化活性和选择性。通过BET、粒度分布、孔径分布等对树脂催化剂的结构进行了表征，考察了反应温度、醋酐配比、催化剂用量、反应时间等因素对乙酰化反应的影响，确定了乙酰化实验的优化条件为：反应温度为90。C，醋酐与柏木烯的摩尔比为2：1，催化剂用量为40％，反应时间为3h。最后，本文将异构化反应和乙酰化反应结合起来，将柏木烯原料先用PW／AC催化剂进行1h的异构化反应，再用树脂催化剂进行3h的乙酰化反应，发现该新工艺得到的甲基柏木酮粗品中主香成分IsomerG的含量为工业上多聚磷酸催化的2．76倍，产品色泽明显优于多聚磷酸催化得到的产品，同时转化率和酮得率也均高

4、于多聚磷酸。上述实验结果为固体酸催化剂合成甲基柏木酮的工业应用提供了重要的参考。浙江大学硕士学位论文摘要关键词：柏木烯；罗汉柏木烯；甲基柏木酮；IsomerG；乙酰化；异构化；强酸性离子交换树脂；活性炭负载磷钨酸催化剂II浙江大学硕士学位论文AbstractMethylCedrylKetone(MCK)isaclassicspicewhichhasawoodyandmuskysmell，widelyusedindisinfectants，cosmetics，cleaningproductsandotherhouseholdchemicalindustries．Atpresent，MCK

5、isproducedthroughtheacetylationofCedrenebyusingaceticanhydrideasacylatingagentandpolyphosphoricacid(PPA)ascatalystinindustry．However，thisprocessaccompaniesmanysidereactionswhichleadtolowselectivityandlowyield，andcausesequipmentcorrosionandenvironmentpollutionbypolyphosphoricacid．Therefore，thestu

6、dyonthesynthesisofMCKcatalyzedbysolidacidhasaveryimportantsignificance．ThemainordercarderinMCKisIsomerG，theproductofacetylationofOlefinBwhichisfromThujopseneacid—catalyzedisomerization，bychoosingasuitablecatalystandreactioncondition，theyieldofOlefinBcouldbemaximizedselectively．Therefore，thispape

7、rfirstlystudiedtheisomerizationofThujopsenecatalyzedbyPW／ACcatalyst(10adamountof30％)anddeterminedthatithadahighselectivityofOlefinB．ThestructureofPW／ACcatalystWascharacterizedbyBET，IR，XRD，particlesizedistribution,poresizedis