背景及概述[1]
異丁香酚(4-丙烯基-2-甲氧基苯酚,分子式C10H12O2)為淡黃色微稠液體,不溶于水和甘油,溶于乙醇等有機(jī)溶劑;具有柔和甜清的辛香,有香石竹、丁香花樣花香;主要用于配制香精和制備香蘭素,可用于配制依蘭、肉豆蔻等精油;也可用以配制懸鉤子、桃子、辛香型、丁香型香味的食用香精;也是半合成香蘭素的原料。異丁香酚的結(jié)構(gòu)存在順式和方式兩種,但由于順式異丁香酚有一定毒性,所以作為商品時(shí),一般要求其在順反混合物中順式比例不得高于10%。
制備[1-2]
一、目前,異丁香酚的合成方法均存在生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜、生產(chǎn)成本高,或者反 應(yīng)廢液污染環(huán)境,或者順式異丁香酚含量過高的問題。CN201410100405.2提供一種異丁香酚的合成方法,旨在解決目前異丁香酚的合成方法所存在的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜、生產(chǎn)成本高,或者反應(yīng)廢液污染環(huán)境,或者順式異丁香酚含量過高的問題。包括以下步驟:
(1)將丁香粉加入到1mol/L氫氧化鉀溶液、乙醇,在100~130 ℃、超聲波作用條件下放置1~2h,得到分解液;其中,所述丁香粉、 氫氧化鉀溶液以及乙醇的質(zhì)量體積比為(20~30)kg:(5~10)L:(5~10) L;
(2)將所述分解液與甲苯攪拌混合后在真空狀態(tài)進(jìn)行加熱蒸餾, 控制蒸餾加熱處溫度為50~90℃,控制蒸餾氣體揮發(fā)出口溫度為 35~45℃,將蒸餾氣體用冷凝器冷凝收集后得到低沸點(diǎn)雜質(zhì);其中, 所述分解液與甲苯的體積比為(5~10):(3~4);
(3)對(duì)所述步驟(2)中除去低沸點(diǎn)雜質(zhì)后的剩余濾液繼續(xù)蒸餾, 控制蒸餾加熱處溫度為100℃~120℃,控制蒸餾氣體揮發(fā)出口溫度為90~105℃,將蒸餾氣體用冷凝器冷凝并收集后得到異丁香酚。
在本發(fā)明中,所需堿液的用量大幅度減少,并且,反應(yīng)過程液體不需通過萃取分離等手段,可以直接用于蒸餾,操作更簡(jiǎn)單;此外,本發(fā)明所采用的試劑以及試驗(yàn)裝置均較為常用,生產(chǎn)成本很低;更重要的是,本發(fā)明所得到的反式異丁香酚在異丁香酚中的含量能夠達(dá)到 95%以上。
二、CN201410811548.4提供一種利用釕系或銠系催化劑催化熱解生物質(zhì)制備異丁香酚的方法。根據(jù)本發(fā)明提供的方法,以生物質(zhì)為原料,將生物質(zhì)和釕系或銠系催化劑按照質(zhì)量比為(10∶1)~(1∶3)進(jìn)行機(jī)械混合,然后在無氧條件下于250~400℃進(jìn)行快速熱解,對(duì)熱解氣進(jìn)行冷凝后即可得到富含異丁香酚的液體產(chǎn)物。本發(fā)明所使用的釕系或者銠系催化劑,均能夠大幅促進(jìn)松科、杉科、柏科或 南洋杉科生物質(zhì)熱解過程中異丁香酚的形成,同時(shí)抑制纖維素、半纖維素?zé)峤庑?成揮發(fā)性有機(jī)產(chǎn)物,并抑制木質(zhì)素?zé)峤庑纬善渌宇惍a(chǎn)物。因此獲得的液體產(chǎn)物 組成較為簡(jiǎn)單,異丁香酚的純度較高,大大簡(jiǎn)化了其后續(xù)分離提純工藝。其次, 催化劑性能穩(wěn)定,可通過機(jī)械的方法從熱解殘?jiān)蟹蛛x,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。此外, 本發(fā)明將熱解溫度控制在250~400℃,較低的熱解溫度下熱解產(chǎn)物較少,不僅利 于控制產(chǎn)物組成并進(jìn)一步提高對(duì)異丁香酚的選擇性,而且對(duì)設(shè)備和反應(yīng)條件的要求較低,有利于降低生產(chǎn)成本。
應(yīng)用[3-5]
CN201710412887.9提供了從丁香花中提取丁香酚制備香蘭素的方法,包括以下步驟:
(1)丁香酚的提取和分離:稱取丁香花干燥花蕾,進(jìn)行水蒸氣蒸餾,直到餾出液清亮,無油珠滴出,則停止加熱,收集餾出液,萃取,得到丁香酚;
(2)丁香酚的異構(gòu)化:以三氯化銠為催化劑,通過丁香酚的異構(gòu)化反應(yīng)制備異丁香酚;
(3)酚羥基的保護(hù):將步驟(2)中得到的異丁香酚和乙酸酐反應(yīng)生成異丁香酚乙酸酯;
(4)烯鍵的氧化反應(yīng):用高錳酸鉀對(duì)步驟(3)中得到的異丁香酚乙酸酯的碳碳雙鍵氧化成醛基,制備香蘭素乙酸酯;
(5)香蘭素的制備。本發(fā)明所述方法,以天然產(chǎn)物為原料,易得,資源豐富,生產(chǎn)過程容易控制,產(chǎn)物易分離,生產(chǎn)周期快,有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
CN201110289720.0提供了一種產(chǎn)率高、產(chǎn)物品質(zhì)佳的半合成香料的合成工藝。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案,通過回流法提取出丁香酚,然后以羰基鐵為催化劑進(jìn)行異構(gòu)化得到異丁香酚,異丁香酚與氯化芐反應(yīng)合成最終產(chǎn)物芐基異丁香酚。
CN200610026926.3公開了一株短小芽孢桿菌及其在生物轉(zhuǎn)化異丁香酚生產(chǎn)天然香蘭素中的應(yīng)用。該菌株名為Bacillus pumilus S-1,于2006年1月3日保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心,保藏編號(hào)為CCTCC M 205165。利用Bacillus pumilus S-1 CCTCC M 205165轉(zhuǎn)化異丁香酚生產(chǎn)天然香蘭素的過程包括:(1)斜面培養(yǎng),(2)制備種子培養(yǎng)液,(3)轉(zhuǎn)化細(xì)胞培養(yǎng),(4)轉(zhuǎn)化。本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域,采用該方法可高轉(zhuǎn)化率生產(chǎn)高濃度香蘭素,解決生物法生產(chǎn)天然香蘭素產(chǎn)物濃度低和產(chǎn)率低的問題,具有很大的應(yīng)用前景。
主要參考資料
[1] CN201410100405.2 一種異丁香酚的合成方法
[2] CN201410811548.4 一種生物質(zhì)催化熱解制備異丁香酚的方法
[3] CN201710412887.9一種從丁香花中提取丁香酚制備香蘭素的方法
[4] CN201110289720.0一種半合成香料的合成工藝
[5]CN200610026926.3一株短小芽孢桿菌及其在生物轉(zhuǎn)化異丁香酚生產(chǎn)天然香蘭素中的應(yīng)用