精细化工工艺学(5香料)
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一. 几种常见天然香料
1. 松节油
松树流出的树脂,用水蒸气蒸馏法进行蒸馏, 得到的油状液体称为松节油(脂松节油,GT); 得到的常温下为固体的产品称为松香(松香 酸,C19H29COOH,m.p.173℃). 松节油还是造纸工业的副产品(硫酸盐松节 油,CST).
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松节油-组成
主要成分:
HO CHCH2CH2OH 木质素 H O 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱNaOH
脱水
CH CHCH2OH
氧化
OH OCH3
OCH3 OH OH
OCH3
CHO
3 以愈创木酚—甲醛路线
OH OCH3 N(CH3)2 (CH2)6N4 ZnCl2 NO CHO NHOH OH OCH3 N(CH3)2
四、酯及内酯类香料
酯类香料在香料工业中占有特别重要的地位,它们大多具 有花香、果香、酒香或蜜香香气,是鲜花、水果香成分的重 要组成都分。酯类香料品种约占香料总数的五分之一,在日 用香精、食用香精中都是不可缺少的。
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单离香料的生产-硼酸酯法
精油中的醇类化合物和硼酸反应生成高沸 点的硼酸酯,再利用精馏的方法分离.
3 ROH + B(OH)3 (R-O)3B + 3 H2O
NaOH
ROH + Na3BO3
C4H9OH, b.p.118℃
(C4H9O)3B, b.p.235℃
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单离香料的生产-酚钠盐法
精油中的酚类化合物和 NaOH 反应生成可 溶于水的酚钠盐,转入水相分中分离.
OH
CH CHCH 2OH
CH2OH
CH CCH 2OH C5H11
肉桂醇
α-戊基肉桂醇
醇类香料
芳樟醇
香叶醇
OH
CH 2 OH
橙花醇
CH2OH
香茅醇
OH
α-松油醇 薄荷醇
二、醛类香料
醛类香料约占合成香料总数的十分之一。由于醛类香料容易 聚合,使其应用受到一定的限制。
三、醛类香料
香兰素:又名3-甲氧基-4-羟基苯甲醛,主要应用于食品加 香中。 OH
O CH3CCH2COOC2H5
H3C CH CH NH 2Na
H3C
CH3 CH2 OH CH3 芳樟醇
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由去氢芳樟醇的异构化可以得到柠檬醛,加氢可以得到香叶醇
三. 单离香料的生产
用物理的或化学的方法,从植物性天然香料 中分离出单体香料. 物理分离方法:分馏、冷冻结晶等 化学分离方法:硼酸酯法、酚钠盐法、亚硫 酸氢钠法等
OH OCH3 NaOH ONa OCH3
CH2CH=CH2
CH2CH=CH2
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单离香料的生产-亚硫酸氢钠法
醛类化合物和亚硫酸氢钠发生加成反应,得 到α- 羟基磺酸钠,转入水相分中分离.
NaHSO3
CHO HCl HC
OH SO3Na
柠檬醛
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单离香料: 品质最好,产量不高; 半合成香料: 合成路线简单,原料受到限制; 全合成香料: 原料来源广泛,合成困难.
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1)以异戊二烯为原料的合成路线,得到香叶醇、薰衣草
醇、柠檬醛、紫罗兰酮等系列的香料
CH3 HCl CH C=CHCH Cl CH3CCH3 CH2=CCH=CH2 3 2 NaOH
异戊烯氯 甲基庚烯酮
CH3
O
HC CH O KOH
OH
脱氢芳樟醇
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2)、以乙炔、丙酮为原料的合成
O CH C H + CH3CCH3 NH 2Na CH OH C CHCH3 CH3 甲基丁炔醇 H3C CH3 O C=O H2C H2C CCH3 O CH3 CH OH CH3 去氢芳樟醇 H2/Ni [H] CO 2 重排 H3C H2/Ni [H] CH2 OH CH CHCH3 CH3 甲基丁烯醇 CH3 O CH3 甲基庚烯酮
合成为: 1 以丁香油为原料:用酚钠盐法单离出丁香 酚后,用高温碱熔法异构化成异丁香酚。 2 以木质素为原料
OH OCH3 (CH3 CO)2O OCOCH3 OCH3 K2Cr2O7 OCOCH3 OCH3 H2SO4
OCH3
CHO 香兰素
OH OCH3
CH CHCH3
CH CHCH3
CHO
CHO
α- 蒎烯
β-蒎烯
另有少量双戊烯,莰烯,松油烯等
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2. 山苍子油
山苍子的果实进行水蒸气蒸馏得到的精油 称为山苍子油.
CHO
柠檬醛
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3.香茅油
由香茅的全草经蒸汽蒸馏而得
CHO CH2OH
香茅醛
香茅醇
CHO
OH
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羟基香茅醛
4. 八角茴香油
OCH3
OCH3
CH=CHCH3
CHO
大茴香脑
大茴香醛
1、乙酸芳樟酯:3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-乙酸酯
具有良好的香柠檬香气。
工业上合成乙酸芳樟酯是采用芳樟醇与醋酐在低温条件下反应, 使用磷酸与醋酐制成的复合体为催化剂来制取的。
8.3
合成香料
用适当的原料,经过化学合成出具有香味、化学结构明确 的有机物,称为合成香料。
合成香料的发展现状:
50年代:合成香料仅有300余个品种 60年代:合成香料为750余个品种 70年代:合成香料达到3100个品种 80年代:合成香料达到5100个品种 分类: 一类:半合成香料 二类:全合成香料
松节油的主要成分: α -蒎烯, β -蒎烯
α 蒎烯
β 蒎烯
学名:2,6,6-三甲基二环 (3,1,1)-庚烯-2
2-亚甲基-6,6-二甲基二环 (3,1,1)-庚烷
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2、全合成香料
以石油化工产品、煤焦油产品为原料,进行单体 香料的合成,称为全合成法
八十年代后期,合成香料的发展动向主要表现在 以下几个方面:
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8.4、合成香料的制造
一、 醇类香料
醇类香料在香料工业中占有重要地位,其品种约占合成香料总数的五分之 一。醇类化合物广泛存在于自然界中。例如乙醇、丙醇、丁醇,在酒、酱油、 食醋、面包中均有存在;苯乙醇是玫瑰、橙花、依兰的主要香成分之一;萜醇 在自然界中存在更为广泛,例如在玫瑰油中,香叶醇含量约为14%,橙花醇约 为7%,芳樟醇约为1.4%,金合欢醇约为1.2%。 醇类香料除广泛用于调香外,也是合成醛、酮、脂等其他香料的主要原料。
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二、 分类
1、半合成香料
以单离香料或精油中萜稀化合物经化学反应衍生而得的香 料称半合成香料
例:以松节油为原料合成α-松油醇
OH
H2SO4 H2O
H2O OH
H3PO4
α -蒎烯
β -蒎烯
OH
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松节油为原料的半合成香料的介绍 松节油的来源有三类: 树胶松节油,木松节油,造纸副产品硫酸盐松节油 如:从割裂的松树树干上渗出的生树脂,再经过蒸馏或水蒸气 蒸馏得到松节油(精油)