合成羧酸酯類香料現(xiàn)狀分析論文
時(shí)間:2022-12-09 02:45:00
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摘要:近年來,人們對于羧酸酯類的合成的研究開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展很快,研究和開發(fā)出高效、環(huán)保的催化劑,是羧酸酯類的合成的研究發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:羧酸酯類;香料
羧酸酯是一類重要的化工原料,低級的酯一般都有水果香味,可作香料(如醋酸異戊酯有香蕉味,戊酸乙酯有蘋果香味等)。液態(tài)的酯能溶解很多有機(jī)物,故常用作溶劑(如醋酸乙酯等)。有些酯還可用作塑料、橡膠的增塑劑。以乙酸辛酯(Octylacetate)為例:乙酸辛酯具有桔子、茉莉和桃子似香氣,天然品存在于苦橙、綠茶等中,是我國GB2760-86規(guī)定允許使用的食用香料,同時(shí)被FEMA(美國食用香料與提取物制造協(xié)會)認(rèn)定對人體是安全的,F(xiàn)DA(美國食品及藥物管理局)也批準(zhǔn)其用于食品。乙酸辛酯主要用以配制桃子、草莓、樹莓、櫻桃、蘋果、檸檬和柑橘類香精,也可用于日化香精配方中。
1.羧酸酯類香料的市場前景
隨著生活水平的提高,消費(fèi)者對食品、飲料的口味、口感要求越來越高,這就需要大量使用香精、香料來迎合消費(fèi)者,促進(jìn)了食品企業(yè)對香精香料的應(yīng)用。食用香精在食品配料中所占的比例雖然很小,但卻對食品風(fēng)味起著舉足輕重的作用。國際知名咨詢公司Freedonia于去年5月底的研究成果表明:預(yù)計(jì)從2006~2008年,發(fā)展中國家對香精和香料的需求,將以年均4.4%的速度快速增長,到2008年該市場的份額將達(dá)到186億美元。而亞太地區(qū)(不包括日本)對香料和香精的需求特別強(qiáng)勁,未來幾年有望以年均7.3%的增速快速增長。發(fā)展中國家人均收入增加,對消費(fèi)品質(zhì)量要求有很大提高。隨著全球消費(fèi)者越發(fā)注重健康,市場對營養(yǎng)和健康食品的需求也日益增加。因此,由于預(yù)計(jì)低糖低脂食品和飲料市場將迎來強(qiáng)勁增長,全球消費(fèi)者對食用香精和香料的需求也必將不斷增加。香料配料市場需求量的繼續(xù)增長,還主要源于化妝品生產(chǎn),在發(fā)達(dá)國家和地區(qū),消費(fèi)者的護(hù)膚化妝品消費(fèi)呈上升趨勢。羧酸酯類香料作為優(yōu)良的可食用香料品種其需求也必將不斷激增。
羧酸酯類香料的主要生產(chǎn)和消費(fèi)國有美國、西歐、日本、墨西哥和中國等,國內(nèi)食品、飲料生產(chǎn)企業(yè)中目前應(yīng)用最多的添加劑就是香精香料,隨著消費(fèi)者對于味覺享受越來越高,這種趨勢會對香料需求產(chǎn)生積極影響。香料產(chǎn)品是香料工業(yè)的上游產(chǎn)品,是后續(xù)香精產(chǎn)品的原料,香料和香精產(chǎn)品是其他有關(guān)產(chǎn)品的配套性產(chǎn)品,它們被廣泛地用于日化、食品、醫(yī)藥、飼料等工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。據(jù)了解,飲料行業(yè)是香料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域,該領(lǐng)域2005年的香料消費(fèi)份額達(dá)31.1%。就各地區(qū)而言,美國、日本和西歐地區(qū)目前統(tǒng)領(lǐng)香料消費(fèi)市場。香料市場未來的發(fā)展大部分可能會出現(xiàn)在亞太地區(qū),尤其是中國和印度這些發(fā)展中國家。這將進(jìn)一步刺激香精香料市場的快速發(fā)展。我國目前在世界香料市場中所占份額僅5%左右,日本所占份額達(dá)到12%,而美國則達(dá)到20%。
2.羧酸酯類合成的傳統(tǒng)工藝
傳統(tǒng)上羧酸酯類的合成都是用濃硫酸作催化劑,由相應(yīng)醇與酸酯化而得。但由于濃硫酸作催化劑合成酯化反應(yīng)具有以下缺點(diǎn):(1)在酯化反應(yīng)條件下,濃硫酸的氧化性和強(qiáng)脫水性易導(dǎo)致一系列副反應(yīng),給產(chǎn)品的精制和原料的回收帶來困難,且酯的質(zhì)量差。(2)反應(yīng)產(chǎn)物的后處理要經(jīng)過堿中,水洗等工序,比較復(fù)雜困難,同時(shí)產(chǎn)生大量廢液,污染環(huán)境。(3)濃硫酸嚴(yán)重腐蝕設(shè)備,加快了設(shè)備更新,增加生產(chǎn)成本。為克服這些缺點(diǎn),倡導(dǎo)綠色化學(xué),人們選擇環(huán)境友好型催化劑催化酯化反應(yīng),近年來,已發(fā)現(xiàn)氨基磺酸、結(jié)晶固體酸、雜多酸、無機(jī)鹽等均可作為酯化反應(yīng)的催化劑。
3.羧酸酯類合成的發(fā)展
近年來,人們對于羧酸酯類的合成的研究開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展很快,研究和開發(fā)出高效、環(huán)保的催化劑,是羧酸酯類的合成的研究發(fā)展方向:
無機(jī)鹽催化劑:無機(jī)鹽大多性質(zhì)穩(wěn)定,來源廣泛,對設(shè)備幾乎沒有腐蝕,反應(yīng)條件溫和,不會對環(huán)境造成太大污染,但是由于無機(jī)鹽容易潮解,影響其催化的效果。常用的催化劑有三氯化鋁、三氯化鐵、硫酸鈦、十二水合硫酸鐵銨、五水合氯化錫、一水合硫酸氫鈉和硫酸鋅。
磺酸類催化劑:磺酸類催化劑來源廣泛、性能穩(wěn)定、安全、使用方便、對酯化反應(yīng)有較高的活性、產(chǎn)品收率較高、產(chǎn)物處理方便、催化劑可以重復(fù)使用等特點(diǎn),適合于工業(yè)化生產(chǎn)的需要。
雜多酸催化劑:雜多酸是一種含氧橋的多核化合物,其特點(diǎn)是催化活性高。選擇性好,反應(yīng)時(shí)間短,反應(yīng)溫度低。不易造成環(huán)境污染,對設(shè)備幾乎沒有腐蝕。再生速度快。
陽離子交換樹脂催化劑:其主要特點(diǎn)是價(jià)廉易得,不腐蝕設(shè)備,不污染環(huán)境,不會引起副反應(yīng),不溶于反應(yīng)體系,能夠重復(fù)使用,易于分離、回收和再生,操作簡單,產(chǎn)品收率較高,具有工業(yè)推廣價(jià)值。
固體超強(qiáng)酸催化劑:固體超強(qiáng)酸在有機(jī)合成中的優(yōu)點(diǎn)是活性高,重復(fù)使用性好,不腐蝕設(shè)備,制備方法簡便,處理?xiàng)l件易行,便于工業(yè)化。這對于節(jié)約能源,提高經(jīng)濟(jì)效益是很有意義的。
負(fù)載型催化劑:其優(yōu)點(diǎn)是催化活性高,重復(fù)使用性好,不腐蝕設(shè)備,制備方法簡便,處理?xiàng)l件易行,便于工業(yè)化,這對于節(jié)約能源,提高經(jīng)濟(jì)效益是很有意義的。
鈦酸四丁酯催化劑:不僅具有催化活性高,重復(fù)使用性好,不腐蝕設(shè)備等基本優(yōu)勢,而且同制備方法簡便,酯收率高,價(jià)廉易得,反應(yīng)時(shí)間短,反應(yīng)溫度低,處理?xiàng)l件易行,便于工業(yè)化,這對于節(jié)約能源,提高經(jīng)濟(jì)效益是很有意義的。
酶催化(脂肪酶催化、菌體催化等)工藝不僅催化化活性高、產(chǎn)品質(zhì)量好,而且反應(yīng)條件簡單、溫和,酶重復(fù)使用方便,酶活性保持時(shí)間長,在生物酶的固定及精細(xì)化學(xué)品的合成中有較大的使用價(jià)值。
4.討論
目前,國內(nèi)外羧酸酯類的合成的發(fā)展趨勢越來越多的偏向于研究合成綠色、高效、環(huán)保等多功能的新型催化劑劑。一方面,合成環(huán)境友好的催化劑所采用的原料都比較易得,在開發(fā)過程中可以降低成本;另一方面,合成環(huán)境友好的催化劑所采用的都是低毒、高效、無污染的工藝,較大范圍的降低了環(huán)境的負(fù)荷。發(fā)展我國羧酸酯類香料應(yīng)當(dāng)注意加大科技投入力度,大力開展技術(shù)創(chuàng)新,加強(qiáng)安全法規(guī)和環(huán)境保護(hù),強(qiáng)化企業(yè)管理,提高經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]中國醫(yī)藥公司上?;瘜W(xué)試劑采購供應(yīng)站.試劑手冊[M].第2版.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1985.
[2]劉樹文.合成香料技術(shù)手冊[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2000.
[3]中華人民共和國衛(wèi)生部,GB2760-1996,食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),1996[4]張富捐,路永才.鎢硅酸催化合成乙酸辛酯[J].許昌學(xué)院學(xué)報(bào),2004.
[5]黃金鳳,王世銘.Ti02負(fù)載雜多酸催化合成乙酸正丁酯[J].福建化工,2003