(E,E)-2,4-壬二烯醛的制备及应用

2023/10/24 14:50:29

背景及概述

(E,E)-2,4-壬二烯醛是一种不饱和醛,是豆浆中产生豆味的原因。(E,E)-2,4-壬二烯醛也被认为是一种潜在的诱变物质,可以诱导DNA氧化损伤。

物理化学性质

(E,E)-2,4-壬二烯醛是一种化学物质,微黄色液体,呈强烈的花果和油脂香气,有鸡汤香味。溶于乙醇和大多数非挥发性油,不溶于水,密度0.862,沸点97-98°C(10mmHg),折射率1.516-1.523,闪点85°C。

产品应用

GB2760—1996规定(E,E)-2,4-壬二烯醛为允许使用的香料。其主要用以配制肉类和家禽型香精。使用限量FEMA(mg/kg)如下:焙烤食品0.20;谷类0.20;调味品0.20;肉类、肉类沙司0.20;乳制品0.20;汤类0.20。

生产方法

目前对(E,E)-2,4-壬二烯醛的合成研究报道比较少,参考文献[1]中(E,E)-2,4-壬二烯醛是由反式,反式-2,4-壬二烯经LiAlH4还原得相应的二烯醇,再经二氧化锰氧化而成。

本发明合成方法为:由正戊醛在常压下与乙醇在催化条件下反应,形成1,1‑二乙氧基戊烷,1,1‑二乙氧基戊烷与乙烯基乙醚在低温、催化条件下合成1,1,3‑三乙氧基庚烷,1,1,3‑三乙氧基庚烷与乙烯基乙醚在低温、催化条件下合成1,1,3,5‑四乙氧基壬烷,而后1,1,3,5‑四乙氧基壬烷在醋酸作溶剂的条件下回流水解,得反式‑2.4‑壬二烯醛,然后脱溶、减压精馏得精品,收率36% 。其制备工艺流程图如下图所示:

图1 (E,E)-2,4-壬二烯醛的制备流程图.png

图1 (E,E)-2,4-壬二烯醛的制备流程图

实验操作:

1,1‑二乙氧基戊烷的合成

500L反应釜,依次加入正戊醛120kg,氯化钙50kg,加入催化剂100g,高位槽抽入乙醇160kg;控温5‑10℃,夹层通循环水降温,乙醇由高位槽滴入反应釜中,8 ~ 10小时滴加完毕;滴毕控温≤35℃保温反应30分钟,取样分析正戊醛≤1%即可停止;用抽滤棒抽滤反应釜中反应液,直接抽入精馏塔,不出液时停止抽滤,向反应釜中加入50kg工艺水,搅拌10分钟,静置20分钟分层,水相在下层,有机相在上层;水相收集去脱水、干燥,回收氯化钙重新回用;有机相去精馏,精馏出1,1‑二乙氧基戊烷,提纯至>98%,约得产品160kg,进行第二步反应,精馏前馏分为正戊醛和乙醇用于下一釜反应。

1,1,3‑三乙氧基庚烷的合成

向500L釜中抽入第一步产品310kg,开启搅拌,通冷降温;当内温≤-5℃,加入第二步催化剂3瓶(三氟化硼乙醚),搅拌10分钟;控温‑10℃ ~ 5℃开始滴加高位槽的乙烯基乙醚56kg,滴加管下端插入液面以下(耗时约12小时);滴毕控温‑10℃ ~ 5℃反应,反应约30分钟检测,控制第一步产品≤5%为宜;用20%的烧碱乙醇溶液7kg中和反应液PH=7 ~ 8;温度控制在80℃ ~ 130℃真空精馏,得第二步产品1,1,3‑三乙氧基庚烷约95kg,含量>97%。

1,1,3,5‑四乙氧基壬烷的合成

向500L釜中抽入第二步产品350kg,开启搅拌;当内温30℃ ~ 35℃,加入催化剂133g,搅拌10分钟;控温30℃ ~ 35℃开始滴加高位槽的乙烯基乙醚36kg,耗时约3小时,滴毕控温30℃ ~ 35℃反应20分钟反应,控制第二步产品含量≤5%;用碳酸氢钠60kg饱和溶液,中和反应液PH=8 ~ 10,上层为有机相,分出有机相,有机相加入50kg清水洗涤,上层有机相为粗品;粗品真空精馏,温度控制在50℃ ~ 60℃,得第三步产品,含量控制住97%,进入第四步反应。

(E,E)-2,4-壬二烯醛的合成

提前向高位槽抽入乙酸200kg;向200L反应釜中抽入水80kg,加入氢氧化钠14kg,加入催化剂0.5kg,对苯二酚1kg,开始搅拌反应30分钟(温度会升高至60℃ ~ 80℃),将高位槽乙酸滴入反应釜,约30分钟滴加完毕,搅拌30分钟;开蒸汽加热至100℃,开始滴加第三步产品216kg,回流滴加,约2小时滴毕;加热回流4小时,前期回流温度由102℃逐渐降至93℃稳定;改回流为蒸馏,温度保持在90℃ ~ 100℃,脱低沸物乙醇约40kg ~ 50kg,当出馏较慢时,收集低沸物(为乙醇水溶液,收集、精馏、除水、回下一釜继续使用),温度逐渐升高到100℃ ~ 115℃脱低沸物醋酸,当总脱低沸物时间为6小时时。取样分析,第三步产品峰<1%反应结束,如超标,可适当延长反应时间;反应釜通循环水降温约40℃ ~ 50℃;加水50kg,搅拌20分钟,静置30分钟,分去下层水相,有机相在上层;水相用25kg×2甲基叔丁醚(沸点55℃)萃取二遍,充分静置分层,水相在下层,有机相在上层;合并有机相,用饱和纯碱溶液(100kg水+20kg纯碱配置)中和至微碱性PH=7 ~ 8,搅拌10分钟后复测PH=7 ~ 8,静置30分钟,分去下层水相;有机相抽回反应釜,分两个阶段接馏分,50℃ ~ 60℃接第一馏分,约得甲基叔丁基醚45kg(下釜重复使用)60℃不出馏时放出第一馏分,继续升温至90℃ ~ 120℃脱溶,120℃不出馏时停止升温,得第二馏分为醋酸(放出、分析、计量、供下一釜循环使用),然后降温至30℃ ~ 40℃得粗品,约27 ~ 30kg,含量≥70%;粗品抽入精馏塔,真空精馏,得产品(E,E)-2,4-壬二烯醛。

参考文献

[1]Jeffery, Tuyet Tetrahedron Letters, 1985 , vol. 26, # 22 p. 2667 - 2670

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