10130149晁明坤化学131选读.docx

食用香料的合成晁明坤摘要：食用香料是指为了提高食品的风味而添加的香味物质，称为食用香味料，简称食用香料。除了直接用于食品的香料外，其它某些香料如牙膏香料、烟草香料、口腔清洁剂、内服药香料等，在广义上也可看作为食用香料一类，按照其官能团不同可以分为酮（醛）类，缩醛（酮）类，酯类香料。不同类的香料其自然存在，合成路线以及用途均有差异。关键词：食用香料，1，2一丙二醇缩醛，肉豆蔻酸异丙酯，丁酸异戊酯1.综述食用香料是指为了提高食品的风味而添加的香味物质，称为食用香味料，简称食用香料。除了直接用于食品的香料外，其它某些香料如牙膏香料、烟草香料、口腔清洁剂、内服药香料等，在广义上也可看作为食用香料一类。其食用特殊性有以下几点：(1)食用香料以再现食品的香气或风味为根本目的。因为人类对未品尝过的食品的香气及风味有本能的警惕性，而日用香料则可以具有独特的幻想型香气，并为人们接受。(2)食用香料必须考虑食品味感上的调和，很苦或很酸涩的香料不能用于食品。而其它香料一般不用考虑味感的影响。(3)人类对食用香料的感觉比日用香料敏感的多。这是因为食用香料可以通过鼻腔、口腔等不同途径产生嗅感或味感。(4)食用香料与产品色泽等有着更为密切的联系。如在使用水果型香料时，若不具备接近天然水果的颜色，人们会产生其香气是其它物质的错觉，使其效果大为降低。按照香料的构成可将香料分为天然香料和合成香料两大类。天然香料包括精油、含油树脂、香料提取物、回收香料、加热香料、发酵香料以及由天然物调配而成的调和香料。合成香料是指与天然成分化学结构相同的合成物质，以及天然等同特以外的有香气的物质。这种分类方法是与食品卫生法取得一致的一种分类方法。2.合成方式接下来以几种常见合成香料的合成路线为例描述食用香料的合成。2.1酮类香料（以3-辛酮为例）的合成脂肪族酮类通常具有强烈的但不太令人感兴趣的香气，随着碳原子数的增加，香气变得较为细腻，但香气较弱，芳香酮具有强烈的但较粗糙的香气。萜酮和脂环酮在香料中占有重要地位，它们当中很多是天然香料的主要香成分，含量虽少，但对香气起着重要作用。例如2—十一酮，别称芸香酮，主要用作合成甲基壬基乙醛的起始原料。能使薰衣草、防臭术、药草香型的香气清鲜而有力。可微量用于药草香-辛香、香石竹、鸢尾、甜豆花等香型。也可用于皂用香精及工业除臭剂加香等。还可用于食用香精如椰子、奶酪、桃子、柠檬、甜橙、黑茶蔗子等；苯乙酮作香料使用时，是山楂；含羞草；紫丁香等香精的调合原料，并广泛用于皂用香精和烟草香精中。用于合成苯乙醇酸；α-苯基吲哚；异丁苯丙酸等，也用作塑料的增塑剂，天然存在于牛奶、乳酪、可可、覆盆子、碗豆、斯里兰卡桂油中。接下来通过讲述3-辛酮的合成介绍酮类香料的合成。3-辛酮是一种食用香料, 天然存在于香蕉、蘑菇、蓝莓、牛膝草、百里香、迷迭香中, 具有霉香、蘑菇香、奶酪香, 并带有青香和蔬菜香韵,可用于调配蘑菇、奶酪等食用香精。3-辛酮除可作为食用香料外, 还可以用作聚氯乙烯纤维抽丝溶剂、油漆的高沸点溶剂、塑料及印刷油墨的溶剂。3-辛酮可以通过氧化 3 - 辛烯或3 - 辛醇制得,但3-辛烯既不易市购也难制备,且氧化所用催化剂价格较高; 3-辛醇虽不易市购,但可采用格氏试剂与醛发生亲核加成反应制备, 且所用原料廉价易得。在制备3-辛醇时根据原料不同又可以分为两种: 一种是以正戊基溴化镁与丙醛为原料; 另一种是以乙基溴化镁与正己醛为原料。若以前者为实验方案，则实验试剂如下：乙醚( 分析纯)、二氯甲烷(分析纯)、镁(化学纯)、溴乙烷(分析纯)、盐酸( 化学纯) 北京化学试剂公司;正己醛( 食品级)北大正元香料公司; PCC (分析纯) 百灵威公司。上页图为以乙基溴化镁与正己醛为原料时的反应机理。实验仪器如下：布鲁克Vector22 型傅立叶变换红外光谱仪、安捷伦6890N型气相色谱仪、布鲁克 AV300M核磁共振仪、安捷伦6890N-5973I型气-质联用仪。实验步骤如下：（1）3-辛醇的合成将 2.88g (0.12mol)镁屑和40mL无水乙醚加入到250mL四口烧瓶中,将10.9g(0.1mol)溴乙烷溶解于30mL无水乙醚中,加入到恒压滴液漏斗中。将3粒碘粒和少量溴乙烷溶液加入到四口烧瓶中引发反应,反应开始后，缓慢滴加溴乙烷溶液的乙醚溶液,控制滴加速度, 使其缓慢回流。滴加完毕后, 继续回流反应1h,制得格氏试剂,冰水浴冷却至0℃备用。将10.00g(0.1mol)正己醛溶解于30mL无水乙醚中,将其倒入恒压滴液漏斗中,缓慢滴加至装有格氏试剂的四口烧瓶中。滴加完毕后,继续加热回流1h。反应结束后,将250mL冰水和15mL浓盐酸到500mL 烧杯中,混合均匀,将反应液缓慢倒入烧杯中,同时快速搅拌,防止反应液飞溅。反应液全部倒入后,继续搅拌约0.5h,