2-甲基丁酸及其短鏈酯是典型的具有蘋(píng)果、草莓和菠蘿味的重要的手性風(fēng)味物質(zhì)，廣泛應(yīng)用各種食品飲料、煙酒、日用品的制作中間體。

應(yīng)用

2-甲基丁酸具有干酪味，天然存在于蘋(píng)果、草莓、辣椒等果蔬中，是我國(guó)和世界上多個(gè)國(guó)家均批準(zhǔn)使用的食品添加劑，國(guó)標(biāo)GB2760中編碼S0298，F(xiàn)EMA編號(hào)2695。

在飼料中添加2-甲基丁酸，可以促進(jìn)碳水化合物的降解和瘤胃纖維降解菌的生長(zhǎng)，有助于消化瘤胃中的纖維，避免飼料浪費(fèi)。2-甲基丁酸良好的生物安全性和高效的抗真菌活性，使其具有進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)的巨大潛力。^[1]

高光學(xué)純度的2-甲基烷酸還可以作為價(jià)值頗高的合成中間體用于生物信息素等許多光學(xué)純化合物的合成。因此它們的拆分引起了人們廣泛的興趣。^[2]

此外，2-甲基丁酸作為生物標(biāo)志物用于檢測(cè)和/或量化受試者的心境障礙、心境障礙狀態(tài)和/或產(chǎn)生的情緒反應(yīng)的改善的用途。^[3]

制備

中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利CN200310106387.0和CN97104420.1中公開(kāi)了2-甲基丁酸的制備方法，主要是以糧食或其它天然植物為原料，發(fā)酵后產(chǎn)生的副產(chǎn)物雜醇進(jìn)行精餾分離得到2-甲基丁醇，再以2-甲基丁醇為原料經(jīng)過(guò)氧化制成2-甲基丁酸，再經(jīng)過(guò)精餾得到2-甲基丁酸的GC含量為98%左右。

時(shí)權(quán)等以天然2-甲基丁醇為起始原料，經(jīng)過(guò)雙氧水氧化而得到活性2-甲基丁酸，20℃下旋光度為+18.0°。合成路線如下：^[4]

黃永學(xué)等以2-乙基丙烯醛為原料，經(jīng)過(guò)連續(xù)的還原和氧化兩步反應(yīng)合成2-甲基丁酸的化學(xué)制備方法，提供的工藝，經(jīng)過(guò)放大生產(chǎn)后，得到2-甲基丁酸產(chǎn)品，GC≥99.5%。步驟與工藝條件如下：

步：向反應(yīng)器中，投入2-乙基丙烯醛和丙酮溶劑，攪拌均勻，投入5%鈀碳或10%鈀碳，氮?dú)庵脫Q后，通入氫氣至1大氣壓，控溫20-60℃反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾除去固體催化劑，得中間體溶液。

第二步：向上述中間體溶液，加入1-5mol%鎢酸鈉，控溫10-50℃下緩慢滴加25-28%雙氧水溶液，加畢后保溫反應(yīng)至TLC檢測(cè)原料消失。過(guò)濾催化劑回收再用，濾液蒸餾后得到粗品，經(jīng)過(guò)精餾后得到純品，含量≥99.5%，兩步收率88-93%。^[5]

國(guó)標(biāo)中的技術(shù)要求^[6]

感官要求：

應(yīng)符合表1的規(guī)定

理化指標(biāo)：

應(yīng)符合表2的規(guī)定。

國(guó)標(biāo)中2-甲基丁酸含量的測(cè)定^[6]

A.1儀器和設(shè)備

A.1.1 色譜儀：按GB/T 11538-2006中第5章的規(guī)定。

A.1.2 柱：毛細(xì)管柱。

A.1.3 檢測(cè)器:氫火焰離子化檢測(cè)器。

A.2 測(cè)定方法

面積歸一化法：按GB/T 11538-2006中10.4測(cè)定含量。

A.3 重復(fù)性及結(jié)果表示

按GB/T 11538-2006中1.4規(guī)定執(zhí)行。

食品添加劑2-甲基丁酸典型氣相色譜圖(面積歸一化法)參見(jiàn)附錄B。

B.2 操作條件

B.2.1 柱：毛細(xì)管柱，長(zhǎng)50m，內(nèi)徑0.2mm。

B.2.2 固定相:聚乙二醇。

B.2.3膜厚：0.2μm。

B.2.4 色譜爐溫度：150℃恒溫。

B.2.5 進(jìn)樣口溫度：250℃。

B.2.6 檢測(cè)器溫度：250℃。

B.2.7 檢測(cè)器：氫火焰離子化檢測(cè)器。

B.2.8 載氣：氮?dú)狻?/p>

B.2.9 載氣流速：約20mL /min。

B.2.10 進(jìn)樣量：1μL。

B.2.11分流比:：1/100。

參考文獻(xiàn)

[1] 李騰杰, 梁孫妍, 郭健衡等. 特基拉芽孢桿菌XK29揮發(fā)物2-甲基丁酸對(duì)甘薯長(zhǎng)喙殼菌的抑制作用研究[J]. 微生物學(xué)報(bào), 2022, 62(12): 5018-5028.

[2] 王棟, 徐巖, 李小路. 一種脂肪酶拆分制備(R)-2-甲基丁酸及(R)-2-甲基丁酸乙酯的方法[P]. 江蘇省：CN101693914B, 2012-03-14.

[3] F-P·馬丁, O·科米內(nèi)蒂阿連德, G·貝爾貢澤利德貢達(dá). 作為心境障礙改善的生物標(biāo)志物的2-甲基丁酸[P]. 瑞士：CN114556102A, 2022-05-27.

[4] 時(shí)權(quán), 王冠. 一種2-甲基丁酸的合成方法研究[J]. 香料香精化妝品, 2019, No.177(06): 4-6.

[5] 黃永學(xué), 龔瑜. 一種2-甲基丁酸的制備方法[P]. 四川?。篊N105175247B, 2017-07-28.

[6] GB 28336-2012, 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 2-甲基丁酸[S].