甘油三元醛及其合成方法
【专利摘要】本发明公开了一种甘油三元醛及其合成方法；该甘油三元醛的结构式如式(I)所示：制备时，以二甲亚砜为溶剂、以2-碘酰基苯甲酸为氧化剂，甘油三元醇发生氧化反应，生成所述甘油三元醛。使用本发明的合成和分离方法，可以高效地合成出甘油三元醛。
【专利说明】甘油三元醛及其合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于有机合成化学领域，具体涉及一种甘油三元醛及其合成方法。
【背景技术】
[0002]高分子材料制品被广泛用于日常生活和工业生产，目前，几乎所有的高分子材料都由石油化工产品加工制成，据统计，生产过程消耗全球原油和天然气用量的7%，且绝大多数材料不可生物降解，由此造成严重的资源(能源)浪费和环境污染。以产量丰富的可再生农产品及其加工副产品代替石化产品，合成环境友好绿色高分子材料，是彻底解决以上问题，并促使聚合物工业可持续健康发展的最有前途的方法之一。以甘油三酸酯为主要成分的植物油分子中含有多个酯基、碳碳双键，能够直接聚合或引入其他官能团再进行聚合反应，并且植物油产量丰富，价格便宜，可生物降解，是潜在的石化产品的优良替补品。
[0003]三元醛可以作为单体，直接合成聚合物，也可以由三元醛转化为胺、羧酸等化合物，再合成聚合物材料。迄今，文献报道多元醛的合成方法有:乙二醇气相催化氧化成乙二醛、吡啶法合成戊二醛、戊二酸还原成戊二醛、环戊烯氧化成戊二醛等。另有专利报道，申请号:CN201110440215.1，名为2，7-二甲基-2，4，6-辛三烯-1，8-二醛的合成方法；申请号:CN201210305760.4，名为一种(7Z，11Z，13E)-十六碳三烯醛的合成方法。以上用来合成多元醛的技术，反应条件复杂难控，操作步骤繁琐，原料来源单一，且不易获得。此外，从原料来源分析，多元醛的合成多采用不可再生的石油产品。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种结构新颖的甘油三元醛及其合成方法。本发明合成的甘油三元醛,可由菜籽油、桐油等植物油通过化学合成获得，也可由三油酸甘油酯、三酮酸甘油酯等油脂成分获得，分子结构新颖，未见报道。本发明合成的甘油三元醛，可与醛、胺、醇和含羟基的化合物等进行加成或缩合反应，以合成高分子材料；还可以转化为其他单体，如甘油三元胺、甘油三元酸等，进而用于合成性能独特的聚合物材料。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]第一方面，本发明涉及一种甘油三元醛，其结构式如式(I)所示:
[0007]
【权利要求】
1.一种甘油三元醛，其结构式如式(I)所示:
2.一种如权利要求1所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述方法包括:以二
甲亚砜为溶剂、以2-碘酰基苯甲酸为氧化剂，甘油三元醇
3.如权利要求2所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述甘油三元醇与2-碘酰基苯甲酸的摩尔比为1: 3.6~1: 4.5。
4.如权利要求2所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述氧化反应的温度为室温，反应时间为I ~12小时。
5.如权利要求2所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述氧化反应后还包括后处理、分离纯化步骤；所述后处理具体为:滤去反应体系中过量的2-碘酰基苯甲酸；所述分离纯化具体为:在滤液中加入乙酸乙酯萃取，有机相依次用蒸馏水、饱和NaHCO3溶液、饱和NaCl溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析分离纯化，即得所述甘油三元醛。
6.如权利要求5所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述柱层析分离纯化具体为:对浓缩得到的甘油三元醛混合产物，依次用体积比为1: 0、20: UlO: 1、5: 1、3: 1、2: 1、1: I的正庚烷-乙酸乙酯进行梯度洗脱分离，合并甘油三元醛组分，浓缩，即可。
7.如权利要求2所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述甘油三元醇的制备包括:以I，2- 二氯甲烷为溶剂，三油酸甘油酯在_78°C下发生臭氧化反应；加入四氢呋喃或者异丙醇以及硼氢化钠，进行还原反应，得所述甘油三元醇。
8.如权利要求7所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述臭氧化反应具体为:在_78°C环境温度下，往加入I，2- 二氯甲烷和三油酸甘油酯混合液的容器中通入O3至混合液呈浅蓝色，停止通入03，继续通入O2 / N2排除过量的03。
9.如权利要求7所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述还原反应具体为:加入硼氢化钠后，继续在_78°C条件下反应30分钟后，室温升温10分钟，再冰浴90分钟，最后室温搅拌反应I~12小时。
10.如权利要求7所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述还原反应后还包括后处理、分离纯化步骤；所述后处理具体为:滤去反应体系中过量的硼氢化钠后，旋蒸除去四氢呋喃或者异丙醇以及1，2_ 二氯甲烷；所述分离纯化具体为:在滤液中加入乙酸乙酯萃取，采用蒸馏水、饱和NaHCO3溶液、饱和NaCl溶液依次洗涤，无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析分离纯化，即得所述甘油三元醇。
11.如权利要求10所述的甘油三元醛的合成方法，其特征在于，所述柱层析分离纯化具体为:对浓缩得到的甘油三元醇混合产物，依次用体积比为1: O: 0、20:1: O、10:1: 0、5:1: 0、3:1: 0、15: 5: 1、4: 2: 1、0: O:1 的正庚烷-乙酸乙酯-无水乙醇进行梯度洗脱分 离，合并甘油三元醇组分，浓缩，即可。
【文档编号】C07C67/313GK103819334SQ201410029861
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】岳进, 杨健, 邓云, 赵艳云 申请人:上海交通大学