介紹

惕格酸(Tiglic  acid)，又名反式?2?甲基巴豆酸，反式?2?甲基?2?丁烯酸，F(xiàn)EMA號(hào)3599，CAS號(hào)80?59?1。自然界中存在于芹菜葉中，嗅覺上具有焦糖甜味、烘烤暖香、酸辣及熟水果香氣，口味上具甜、烘烤、水果和果醬味。

圖一 惕格酸

應(yīng)用

惕格酸作為香料可直接用于朗姆、焦糖、面包、水果、果醬香精配方中，它的酯類產(chǎn)品在香精配方中具有更廣泛的用途。惕格酸的順反異構(gòu)化產(chǎn)物當(dāng)歸酸(Angelic  acid)及其酯也具有重要的香料方面用途。

合成

現(xiàn)有合成的缺點(diǎn)

惕格酸的合成較為常見的方法是3?甲基?3?戊烯?2?酮氧化法。如中國(guó)專利(公開號(hào)CN  105439848A和CN  108863759A)公開的乙醛或者三聚乙醛與丁酮縮合反應(yīng)得到3?甲基?3?戊烯?2?酮，之后再用次氯酸鈉氧化得到惕格酸，反應(yīng)的副產(chǎn)物是氯仿。次氯酸鈉氧化工藝相對(duì)比較危險(xiǎn)，且產(chǎn)生的副產(chǎn)物鹵仿毒性比較大，污染比較嚴(yán)重；目前國(guó)外有多家公司提供惕格酸及其酯類產(chǎn)品，但國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)幾家工廠生產(chǎn)，且現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝基本上都是采用次氯酸鈉氧化的工藝，不僅危險(xiǎn)且污染嚴(yán)重。

第二種方式，如中國(guó)專利(公開號(hào)CN  106278866A)公開的采用2?甲基丁酸為原料，氯氣為鹵代試劑，再堿性消除得到惕格酸，該路線要用到毒性大的鹵素，比較危險(xiǎn)。第三種方式，采用乙酰乙酸乙酯為原料，先與鹵代甲烷反應(yīng)，引入一個(gè)甲基，再用還原劑還原得到羥基酸酯，消除脫水，皂化得到惕格酸。這條路線需要有用到對(duì)臭氧層破壞較大的鹵甲烷，還原用到的硼氫化鹽污染比較嚴(yán)重，對(duì)甲苯磺酸這一步脫水異構(gòu)化產(chǎn)物和雙分子反應(yīng)產(chǎn)物比較多?？偟恼f來路線很長(zhǎng)，不適合工業(yè)化生產(chǎn)；

圖二 惕格酸的現(xiàn)有合成工藝

新合成方法

經(jīng)過研究，許文鋒[1]等人探索開發(fā)出了一條更為綠色環(huán)保且簡(jiǎn)潔的工藝用于惕格酸的制備，此工藝具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。通過格氏試劑與丙酮酸或α?丁酮酸，在HMPA(六甲基磷酰三胺)或DMPU(1，3?二甲基?3，4，5，6?四氫?2?嘧啶酮)作為助劑的常溫條件下，發(fā)生加成反應(yīng)得到2?羥基?2?甲基丁酸，記為中間體III；然后，中間體III在質(zhì)量濃度不小于67％的硫酸溶液作用下，加熱發(fā)生脫水反應(yīng)得到惕格酸IV。

圖三 惕格酸的合成路線

具體步驟為：往2L的反應(yīng)瓶中，加入鎂屑17.5克，四氫呋喃200克，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，往其中滴加溴乙烷77 .34克的四氫呋喃(200克)溶液，滴加入少量溴乙烷溶液，待格氏引發(fā)后，繼續(xù)滴加完畢，35℃下攪拌0.5h。乙基格氏試劑制備好后，往其中加入HMPA  2.5克。體系溫度降至20℃，往其中緩慢滴加丙酮酸25克，內(nèi)溫控制在40℃以內(nèi)，滴加完畢后，反應(yīng)2小時(shí)。降溫至10?15℃，往其中滴加15％的硫酸200克，調(diào)節(jié)p H至3?4，乙酸乙酯萃取(3×150m L)，有機(jī)相減壓濃縮得中間體III  28克，收率83.5％。取37克濃硫酸，緩慢加入水18.5克配制成67％含量的硫酸溶液。往其中加入18.5克的中間體III，外溫加熱至140℃回流反應(yīng)。降溫至冰浴，往其中滴加30％的氫氧化鈉溶液100克，調(diào)節(jié)p H至3～4，乙酸乙酯萃取三次(3×70m L)，濃縮得15克粗品，粗品加入乙醇的水溶液(m/m＝1/3)40克重結(jié)晶，抽濾干燥得白色結(jié)晶惕格酸12克，收率76.5％。產(chǎn)品熔點(diǎn)63?64℃?？鄢軇┖窟_(dá)到99％以上。

參考文獻(xiàn)

[1]許文鋒,徐初培,張江龍,等.一種簡(jiǎn)便合成惕格酸的方法[P].福建省:CN202010158787.X,2022-09-09.