背景及概述

2-乙?；?2-噻唑啉為合成香料（雜環(huán)類）的一種。2-乙?；?2-噻唑啉是《食品添加劑使用標準》GB2760-2011 允許使用的食品用合成香料。該化合物是 Tonsbeek 等于 20 世紀 70 年代在烤牛肉和牛肉汁中發(fā)現(xiàn)的香味化合物。由于 2-乙酰基噻唑啉具有強烈的烤肉和爆米花等香味，并且穩(wěn)定持久，嗅覺閾值低，可用于面包、比薩等烘烤食品、肉食品及特殊茶飲料的制作，賦予食品濃厚的特征風味。噻唑啉化合物在自然界中可以被降解，這樣對環(huán)境的影響就會降低。2-乙?；?2-噻唑啉分子式：C7H7NOS，CAS：29926-41-8，熔點：26-30℃，閃點：92℃，密度：1.170（25℃），1.0%濃度乙醇溶液，具有藥草香和草香香調(diào)，有脆雞皮、青蔥、麥片和炒麥香氣并帶有堅果的底韻。1～5mg/kg 的濃度，具有炸土豆片、爆玉米的風味，并有咸味感覺。天然存在于雞肉、甜玉米、牛肉等中，為天然等同香料。主要用于烘烤類香精中，例如炸土豆、甜麥片、爆玉米、堅果、巧克力、烤面包、烤肉類等風昧的香精中。

制備

已報道 2-乙?；?2-噻唑啉的合成方法主要有以下幾種：(1)由 2-羰基丙腈的縮酮衍生物和 2-巰基乙胺縮合環(huán)化，然后水解除去縮酮保護基得到 2-乙酰基噻唑啉。此種方法由于需要有毒性的試劑丙腈類化合物做反應(yīng)物，且反應(yīng)條件比較劇烈，發(fā)生的副反應(yīng)也較多，產(chǎn)率不是很高，難以工業(yè)化應(yīng)用。（2）由丙酮醛與 2-巰基乙胺縮合環(huán)化后用釕試劑或二氧化硒氧化。此方法中由于需要使用有毒性的重金屬作為氧化劑，對環(huán)境和人類生命健康存在威脅，雖然一定程度上改善了產(chǎn)率的問題，但此方法也不易大規(guī)模的被開發(fā)利用。（3）丙酮經(jīng) α -亞硝基化，然后異構(gòu)化為丙酮單肟，接著單肟和鹽酸羥胺縮合生成二肟，然后用溶劑法脫水生成 3-甲基呋咱。3-甲基呋咱堿性開環(huán)為 2-肟基丙腈，接著與 2-巰基乙胺縮合成環(huán)，然后水解肟基得到 2-乙?；邕蜻４朔N方法所使用的原材料比較常見，成本較低，有較好的前景，但此方法存在合成步驟多，使用的反應(yīng)原料過多，造成，副反應(yīng)急劇增加產(chǎn)物的產(chǎn)率比較低，總體的成本相對較高。本課題所選技術(shù)路線主要原料為半胱胺鹽酸鹽和丙腈。半胱胺鹽酸鹽先在乙醇鈉的乙醇溶液中與丙腈反應(yīng)，后加入醋酸銨，并補充溶劑乙醇，反應(yīng)結(jié)束后先蒸出溶劑。而后，在氮氣保護下用乙醚萃出產(chǎn)物，即為中間體 2-乙基噻唑啉。而后，將二氧化硒懸濁于二氯甲烷中制得二氧化硒懸濁液，滴加到用二氯甲烷稀釋過的 2-乙基噻唑啉中，滴加過程中分批次投加 TBHP 溶液。反應(yīng)結(jié)束后，在冰水浴下分批次投加三苯基膦。而后冷藏過夜，過夜后用活性炭脫色，然后用正己烷和無水乙醚混合液萃取，最后從萃取液中精餾出產(chǎn)物，即為 2-乙?；邕蜻鳾1]。反應(yīng)路線如下圖。

圖1 2-乙?；?2-噻唑啉的合成反應(yīng)路線圖

實驗操作：

中間體 2-乙基噻唑啉的制備

于 500mL 四口瓶中加入無水乙醇 200ml，冰水浴，邊攪拌邊緩慢加入乙醇鈉 30g，攪拌至完全溶解后繼續(xù)攪拌 1h。分 10 次投加半胱胺鹽酸鹽 50g，然后加入丙腈 115.3mL，緊接著加入醋酸銨 20g，攪拌 15 分鐘。撤去冰水浴及氯化鈣干燥管，回流反應(yīng)液 12 小時。注意溫度不宜太高（乙醇沸點 78.3℃，丙腈沸點 97℃），建議回流溫度 75℃。減壓蒸出溶劑，（注意不要蒸出產(chǎn)物，產(chǎn)物沸點 157-163℃）。蒸完后，應(yīng)充入氮氣，盡量避免產(chǎn)物接觸空氣。用 400mL 乙醚洗滌產(chǎn)物，棄去殘渣，200mL 飽和食鹽水分 2 次水洗乙醚溶液。于乙醚溶液中加入無水硫酸鈉 15g,氮氣保護靜置過夜。減壓蒸出溶劑，（注意不要蒸出產(chǎn)物，產(chǎn)物沸點 157-163℃），溫度應(yīng)盡可能的高，以便除去低沸點雜質(zhì)。蒸完后，應(yīng)充入氮氣，盡量避免產(chǎn)物接觸空氣。濃縮后得液體約 34.5g。用 90mL 二氯甲烷稀釋后備用。

2-乙基噻唑啉氧化制備 2-乙?；邕蜻?/p>

加入 150mL 二氯甲烷，攪拌 10 分鐘。邊攪拌邊加入二氧化硒 7.74g（二氧化硒盡量研磨的細一些），然后攪拌40 分鐘。稱取 TBHP 溶液 9.192g（此為純品量，不純應(yīng)換算），然后迅速加入二氯甲烷 40mL，控制總體積 51mL。攪拌均勻后，緩慢滴加到反應(yīng)液中，約 1 秒 1 滴，滴加時間 20-25 分鐘。滴加完成后，攪拌 50 分鐘。滴加用 90mL 二氯甲烷稀釋后的步產(chǎn)物，約 1 秒 1 滴，滴加時間 35-40分鐘。滴加完成后，攪拌 4.5 小時。稱取 TBHP 溶液 9.192g（此為純品量，不純應(yīng)換算），然后迅速加入二氯甲烷 40mL，控制總體積 51mL。攪拌均勻后，緩慢滴加到反應(yīng)液中，約 1 秒 1 滴，滴加時間 20-25 分鐘。滴加完成后，攪拌 4.5 小時。稱取 TBHP 溶液 9.192g（此為純品量，不純應(yīng)換算），然后迅速加入二氯甲烷 40mL，控制總體積 51mL。攪拌均勻后，緩慢滴加到反應(yīng)液中，約 1 秒 1 滴，滴加時間 20-25 分鐘。滴加完成后，攪拌 4.5 小時。冰水浴 30 分鐘。25 次投加三苯基磷 50g。注意觀察顏色與溫度。h、充入氮氣，冰箱冷藏過夜。取出，在氮氣保護下倒入 1000mL 單口瓶中，加入活性碳粉 20g，無水硫酸鈉 40g，攪拌 6 小時。冰水浴減壓抽去二氯甲烷，臨近結(jié)束時可稍微加熱，溫度不超過 20℃,以便最終能得到較為干燥的固形物。混合 160mL 正己烷和 40mL 無水乙醚作為萃取劑，并冰凍 30 分鐘。將冷的萃取劑倒入上一步得到的固體中。在氮氣保護下，攪拌（或者搖晃）20 分鐘，濾去固體。減壓蒸餾，溫度應(yīng)盡可能的高，以便除去低沸點雜志，但注意不要蒸出產(chǎn)物，產(chǎn)物沸點 223℃。得淡黃色粘稠物約 15g。

參考文獻

[1] Fuganti, Claudio; Gatti, Francesco G.; Serra, Stefano Tetrahedron, 2007 , vol. 63, # 22 p. 4762 - 4767