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山梨酸乙酯的应用

发布日期:2019/2/21 16:18:35

背景及概述[1][2]

食品腐败变质不仅会使食品丧失营养价值,还会造成食物中毒。为了延长食品的保藏期,人们在食品加工过程中添加防腐剂使微生物丧失活性,从而延缓或阻止其生长。山梨酸具有优良的抑制酵母菌、霉菌和好氧性细菌的活性,能抑制微生物的生长和繁殖,从而达到有效延长食品的保存时间。但由于山梨酸是天然存在的有机酸,易被微生物分解代谢,抗菌作用时效短,其抗菌作用也不够强,对微生物抑制能力有限,对乳酸菌及厌氧性芽孢菌无效,只适宜在偏酸性的条件下使用,使用范围受到很大限制 。为了提高山梨酸的抗菌范围,很多学者对山梨酸进行酯化修饰。其中山梨酸乙酯是一类新型的山梨酸衍生物,是一种被国际公认的低毒高效食品防腐剂,山梨酸乙酯在调香、天然果汁等防腐保鲜有良好的前景。山梨酸酯化法因原料易得、对设备要求不高、工艺流程简便、易于工业化生产而倍受重用,其关键在于催化剂和反应条件的选择。实验以对甲苯磺酸为催化剂,用分子筛作为吸水剂,山梨酸和乙醇在催化剂作用下进行酯化反应取得理想的成果,同时抑菌实验表明,山梨酸乙酯对混合菌有良好地抑菌作用。

应用 [2-3]

山梨酸乙酯作为一种无毒、无害的杀菌剂被广泛用于各类食品的保鲜剂及家畜、家禽的消毒剂。

1)山梨酸乙酯作为食品添加剂

山梨酸乙酯有独特的香味,还具有对病毒、细菌、真菌、寄生虫等病源微生物的灭活作用。因此,山梨酸乙酯在调香、天然果汁等防腐保鲜有良好的前景。山梨酸乙酯作为香料的用量,与山梨酸钾抑菌效果比较试验结果见表:

2)山梨酸乙蘸在畜牧业的应用

以山梨酸乙酯为主的禽畜消毒剂对猪口蹄痰、猪冠状病毒、鸡法氏囊、鸡新城疫、猪瘟病毒、大肠杆菌、沙门氏菌、白假丝酵母等等有较高的杀灭率。山梨酸乙酯对鸡鸭种蛋喷雾或浸泡消毒与传统的梧尔马林熏蒸消毒相比,可降低死膝率提高孵化率、降低出雏残次死亡率,在禽畜饮水或饲料中添加山梨酸乙酯,可防病治病,促进生长。

3) 山梨酸乙酯在农林方面的应用

山梨酸乙酯对农药有增效减毒作用。它能增强农药活性基团的活性,提高农药的杀螨杀虫效果,山梨酸乙酯对动植物均无害,却能促进农药的分解,缩短农药残留时间,降低农药的毒性。山梨酸乙酯与有机磷类、菊酯类、氨基甲酸酯类农药混合,有较好的亲和性和稳定性。它与常用农药混配,不改变原药的防治对象,适用于棉花、果树、茶树、蔬菜、小麦、甘蔗、水稻、大豆、花卉等农林害虫防治,对棉铃虫、蚜虫、菜青虫、茶尺蠖、叶蝉、介壳虫、红蜘蛛、粘虫、食心虫、松毛虫、飞蛾、炭疽病等有特效。有研究开发了一种山梨酸乙酯农药增效剂,这种农药增效剂主要有山梨酸乙酯、冰醋酸、二甲基亚枫、吐温-80、二氯甲烷、甲醇、三氯甲烷、甲醛、氟硅酸钠、乙醇、甲派碇、甲酸、OP-10等原料经物理化学变化而制得。所采用方法主要是混合与升温交替进行,并不断搅拌。升温时,温度保持在40—50℃,时间30—40分钟。与现有技术相比,具有制造简单、成本低。与农药混用后,能达到增效、减毒、保护生态平衡的目的,并能有效地降低农药毒性及残留。

制备[1,4]

方法1:以山梨酸、乙醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂,环己烷作为带水剂,加热搅拌回流的条件下酯化合成山梨酸乙酯。最优工艺条件为:山梨酸与乙醇的投料量之比为1:5,反应时间为3h,催化剂用量占山梨酸用量的25%,带水剂用量为15mL。在此条件下,产物收率75.04%,产品经气相色谱分析纯度接近98%。

方法2:以浓H2 SO4 作催化剂的直接酯化法

在125 mL 的二口瓶中,依次加入516 g (0.05 mol) 山梨酸,21 mL (0135 mol) 无水乙醇,015 mL (0.01 mol) 浓H2SO4,在油浴上加热回流一定时间,反应结束后,将反应物倒入100mL011 M 的NaHCO3 水溶液中,振荡后静置分层,酯层依次用011 M 的NaHCO3 水溶液,水洗涤至中性,加入无水MgSO4 干燥,减压蒸馏,收集70 ℃~72 ℃/ 0.933 kPa 馏分。

方法3:酰氯法

1)以过量的SOCl2 作溶剂。往125 mL 的二口瓶中依次加入5.6 g(0.05 mol) 山梨酸、7.14 g(0.06 mol) SOCl2,在浴油上加热回流,直到无气泡放出,反应2 h,冷却后滴加6 mL(0.1 mol) 无水乙醇,在油浴上加热回流至无气泡放出,将反应物倒入100 mL0.1MNaHCO3水溶液中,振荡静置分层,酯层用水洗涤至中性,用无水MgSO4 干燥,减压蒸馏,收集70 ℃~72 ℃的馏分(01933 kPa) 。

2)以石油醚作溶剂。往125 mL 的二口瓶中依次加入516 g( 0.05 mol) 山梨酸、50 mL石油醚,混合后滴加1019 g (0.1 mol) SOCl2,在油浴上加热回流5 h,常压蒸去石油醚和过量的SOCl2 冷却后加入6 mL ( 0.1 mol) 无水乙醇,加热回流1 h,冷却后倒入100 mL0.1 MNaHCO3 水溶液中,振荡静置分层,酯层水用洗涤至中性,加入无水MgSO4 干燥,减压蒸馏、收集70 ℃~72 ℃/ 0.933 kPa 的馏分。

主要参考资料

[1] 山梨酸乙酯的合成研究

[2] 山梨酸乙酯制备方法及其应用

[3] CN98110328.6山梨酸乙酯农药增效剂及其制造方法

[4] 山梨酸乙酯的制备

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