2-甲基丁酸及其短鏈酯是典型的具有蘋果、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，天然存在于蘋果、草莓、辣椒等果蔬中，是我國和世界上多個國家均批準使用的食品添加劑，國標GB2760中編碼S0298，F(xiàn)EMA編號2695。

在飼料中添加2-甲基丁酸，可以促進碳水化合物的降解和瘤胃纖維降解菌的生長，有助于消化瘤胃中的纖維，避免飼料浪費。2-甲基丁酸良好的生物安全性和高效的抗真菌活性，使其具有進一步研究和開發(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志物用于檢測和/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

中國發(fā)明申請專利CN200310106387.0和CN97104420.1中公開了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)過氧化制成2-甲基丁酸，再經(jīng)過精餾得到2-甲基丁酸的GC含量為98%左右。

時權(quán)等以天然2-甲基丁醇為起始原料，經(jīng)過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，氮氣置換后，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檢測原料消失。過濾催化劑回收再用，濾液蒸餾后得到粗品，經(jīng)過精餾后得到純品，含量≥99.5%，兩步收率88-93%。^[5]

國標中的技術(shù)要求^[6]

感官要求：

應(yīng)符合表1的規(guī)定

理化指標：

應(yīng)符合表2的規(guī)定。

國標中2-甲基丁酸含量的測定^[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：毛細管柱。

A.1.3 檢測器:氫火焰離子化檢測器。

A.2 測定方法

面積歸一化法：按GB/T 11538-2006中10.4測定含量。

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)參見附錄B。

B.2 操作條件

B.2.1 柱：毛細管柱，長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 進樣口溫度：250℃。

B.2.6 檢測器溫度：250℃。

B.2.7 檢測器：氫火焰離子化檢測器。

B.2.8 載氣：氮氣。

B.2.9 載氣流速：約20mL /min。

B.2.10 進樣量：1μL。

B.2.11分流比:：1/100。

參考文獻

[1] 李騰杰, 梁孫妍, 郭健衡等. 特基拉芽孢桿菌XK29揮發(fā)物2-甲基丁酸對甘薯長喙殼菌的抑制作用研究[J]. 微生物學(xué)報, 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?。篊N101693914B, 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. 作為心境障礙改善的生物標志物的2-甲基丁酸[P]. 瑞士：CN114556102A, 2022-05-27.

[4] 時權(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, 食品安全國家標準 食品添加劑 2-甲基丁酸[S].