丙酸芐酯是一種重要的酯類香料,具有類似茉莉花的青甜香氣和香韻,被美國FDA、歐洲CE批準可用于食品,中國國家標準GB2760-86規(guī)定允許使用于食品,主要用于配制香蕉、杏子、桃子、櫻桃、草莓等類型的香精。在日用化學工業(yè)中常用于高檔皂用香精、果實香精、素馨香精的調料,其香調較乙酸芐酯更為優(yōu)雅,具有廣泛的開發(fā)應用前景。

天然品丙酸芐酯存在于草莓等植物中。丙酸芐酯的工業(yè)生產方法主要有兩種,一種是用濃硫酸作催化劑,以丙酸和苯甲醇為原料進行回流酯化反應而得,該法由于存在氧化、炭化、磺化和異構化等副反應導致酯化產率低、產品質量差、后處理工藝復雜且設備腐蝕和環(huán)境污染嚴重;另一種是丙酸鈉和芐氯加熱酯化法,該法由于芐氯毒性大,嚴重影響操作者的健康。為改進丙酸芐酯的合成方法近年來人們一直在尋求更優(yōu)良的催化劑,已發(fā)現磺酸樹脂、固體超強酸、雜多酸以及過渡金屬硫酸鹽等均可作為合成丙酸芐酯的催化劑。一水合硫酸氫鈉的水溶液呈強酸性,又是一種價廉易得的晶體,易于保管和使用,至今尚未見到在合成丙酸芐酯方面的報道,本文在此探討了利用一水合硫酸氫鈉催化合成丙酸芐酯的合成條件。
合成方法
在裝有溫度計、回流冷凝管和分水器的100mL三頸燒瓶中,加入計量的丙酸、苯甲醇、環(huán)已烷(帶水劑)和催化劑(NaHSO4·H2O),磁力攪拌,在95~110℃加熱回流反應數小時,直到無水生成,再延長20min停止加熱,冷卻后放出水層,將反應液轉入蒸餾瓶中(催化劑可重復使用)進行蒸餾,蒸出環(huán)已烷。反應物冷至室溫,分別用蒸餾水、質量分數為5%碳酸鈉溶液、水洗至中性。分出酯層,用無水硫酸鎂干燥,過濾,常壓蒸出產物,收集沸點在219~220℃的餾分,稱重后計算丙酸芐酯收率(酯收率=產品實際質量/產品理論質量x100%)。產品用阿貝折光儀測定其折光率;用FTIR-1730紅外光譜儀測定其紅外光譜;用日本島津GC-14B氣相色譜儀測定丙酸芐酯含量。

以一水合硫酸氫鈉直接催化丙酸與苯甲醇合成丙酸芐酯,其最佳合成工藝條件為:醇酸摩爾比0.1:0.2,催化劑用量1g/0.2mol丙酸,帶水劑環(huán)己烷用量15mL/0.2mol丙酸,反應溫度95~110℃,此條件下丙酸芐酯收率可達82.3%[1]。
參考文獻
[1] 譚志斗. 一水合硫酸氫鈉催化合成丙酸芐酯的研究[J]. 湖北化工,2003,20(2):18-20. DOI:10.3969/j.issn.1672-5425.2003.02.007.