[发明专利]一种3-甲基戊酸的合成方法及得到产品的应用

说明书

  

技术领域

本发明属于食品添加剂领域，涉及一种合成香料，具体地说是一种3-甲基戊酸的合成方法及得到产品的应用。 

背景技术

随着国民经济的发展,人民生活逐步有温饱型转向小康型,为香料工业产品的发展提供了一个广阔的大市场,尤其是天然香料备受青睐。但是由于天然动植物香料往往受自然条件的限制及加工等因素,在品种数量及产品质量上受到一定的影响。香精的创新和质量的提高也越来越依赖新的合成香料品种。因为合成香料不受自然条件的限制,质量稳定,生产规模大小可由人们自己安排,产品的价格也要比天然的来源便宜得多。因此,研制和开拓发展新的合成香料也显得愈来愈重要。特别是随着近代科学研究和分析技术水平不断提高已可分离和剖析天然香料中的主要发香成分及其结构,从而通过化学合成方法进行研制。既可解决天然香料不足,又可减低经济成本。 

3-甲基戊酸是一种食品增肴剂，具有酸的,药草的气味,微带清香气息。是香料烟叶的特征香气成分,存在于烤烟烟叶,白肋烟叶,香料烟烟叶,主流烟气中。天然存在于干酪,苹果,草莓,葡萄,乳制品中。除此以外,它不仅广泛用于食品加工行业,同时也是电子行业液晶和药物合成的原料。 

但是在合成3-甲基戊酸的过程中,传统的工艺首先是其得率不高,并且在其过程中会使用一些有机溶剂进行萃取，比如苯,乙醚等,在图谱分析过程中都能发现成品中含有微量的溶剂存在。还有在皂化作用之后，所有的醇必须去除干净,但是如何能保证快速有效的去除乙醇是一个难点，同时对温度和时间的控制也存在问题。 

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种3-甲基戊酸的合成方法及得到产品的应用,该方法以廉价的丙二酸二乙酯,乙醇钠,2-溴丁烷为原料, 进行烷基化和脱羧。并且在反应的过程中不使用苯,乙醚等有机溶剂进行萃取,而使用一种新的萃取剂进行萃取,减少了成品含有这些有机溶剂的可能性。而且2-溴丁烷比溴代正丁烷活泼，可提高得率,能够得到较高得率和含量的3-甲基戊酸。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

一种3-甲基戊酸的合成方法，其特征在于：该合成路线包括三步反应,第一步为丙二酸二乙酯的合成,第二步是碱化,第三步是酸化，具体如下:

1）仲丁基丙二酸二乙酯的合成，在瓶中投入丙二酸二乙酯和10%-20%乙醇钠乙醇溶液,在25℃-80℃滴加2-溴丁烷,滴毕,在25℃-80℃温度下,搅拌反应1-48小时；反应毕,换蒸馏装置，在50℃-120℃收取乙醇，乙醇收取结束后,加入相当于瓶中反应液量10%-50%的去离子水,搅拌均匀,然后将反应液倒入分液漏斗,直接静置1-10小时，分出下层垃圾层；上层丙二酸二乙酯料液称重后待用；其中，丙二酸二乙酯、2-溴丁烷摩尔比为1：5-5：1，萃取剂的成分为去离子水。

2）碱化,称取碱,按照与丙二酸二乙酯料液质量比3:1----1:3,配好10%-50%碱水溶液；在温度20℃-80℃下向丙二酸二乙酯料液中滴加碱水溶液；滴加毕，搅拌1-10小时；换蒸馏装置，在50℃-120℃收取乙醇，当乙醇收至理论量的30%-80%的时候，加入相当与瓶中料液量20%-60%的去离子水，继续收乙醇，将剩余的乙醇收取干净；乙醇收毕，得到丙二酸二乙酯的有机盐；碱水溶液是氢氧化钾溶液。提取剂的成分是去离子水。 

3）酸化，配制酸水,酸的量和丙二酸二乙酯的有机盐的摩尔比3:1---1:3,配置好10%-50%的酸的水溶液；在温度35℃-100℃,向丙二酸二乙酯的有机盐中滴加酸水,边滴加边搅拌；在25℃-100℃,搅拌1-10小时；酸水是硫酸溶液。 

4）提取成品,在酸化反应好后,改用蒸馏装置,再补入10%-50%的1%-20%的3-甲基戊酸去离子水溶液，直接将成品3-甲基戊酸蒸出来，收集料液，收集完的料液,再采用自身震荡提取法,进一步除去其中的水，然后蒸馏,收集得到成品。蒸出时,水层和料发生分层,将下层水层分去；分出的水层再返回循环使用,直到收集完毕。提取剂的成分是1%-20%的3-甲基戊酸去离子水溶液。 

本发明的合成路线如下: 

C4H9Br+CH2(CO2C2H5)2 C4H9CH(CO2C2H5)2

C4H9CH(CO2C2H5)2    丙二酸二乙酯的有机盐+C2H5OH

C4H9CH(CO2K)2  C4H9CH2CO2H+CO2+K2SO4