丙酸苄酯是一种重要的酯类香料,具有类似茉莉花的青甜香气和香韵,被美国FDA、欧洲CE批准可用于食品,中国国家标准GB2760-86规定允许使用于食品,主要用于配制香蕉、杏子、桃子、樱桃、草莓等类型的香精。在日用化学工业中常用于高档皂用香精、果实香精、素馨香精的调料,其香调较乙酸苄酯更为优雅，具有广泛的开发应用前景。
天然品丙酸苄酯存在于草莓等植物中。丙酸苄酯的工业生产方法主要有两种，一种是用浓硫酸作催化剂，以丙酸和苯甲醇为原料进行回流酯化反应而得,该法由于存在氧化、炭化、磺化和异构化等副反应导致酯化产率低、产品质量差、后处理工艺复杂且设备腐蚀和环境污染严重;另一种是丙酸钠和苄氯加热酯化法,该法由于苄氯毒性大,严重影响操作者的健康。为改进丙酸苄酯的合成方法近年来人们一直在寻求更优良的催化剂，已发现磺酸树脂、固体超强酸、杂多酸以及过渡金属硫酸盐等均可作为合成丙酸苄酯的催化剂。一水合硫酸氢钠的水溶液呈强酸性,又是一种价廉易得的晶体，易于保管和使用,至今尚未见到在合成丙酸苄酯方面的报道,本文在此探讨了利用一水合硫酸氢钠催化合成丙酸苄酯的合成条件。
合成方法
在装有温度计、回流冷凝管和分水器的100mL三颈烧瓶中,加入计量的丙酸、苯甲醇、环已烷(带水剂)和催化剂(NaHSO4·H2O),磁力搅拌,在95~110℃加热回流反应数小时,直到无水生成,再延长20min停止加热,冷却后放出水层,将反应液转入蒸馏瓶中(催化剂可重复使用)进行蒸馏,蒸出环已烷。反应物冷至室温,分别用蒸馏水、质量分数为5%碳酸钠溶液、水洗至中性。分出酯层,用无水硫酸镁干燥，过滤，常压蒸出产物,收集沸点在219~220℃的馏分,称重后计算丙酸苄酯收率(酯收率=产品实际质量/产品理论质量x100%)。产品用阿贝折光仪测定其折光率;用FTIR-1730红外光谱仪测定其红外光谱;用日本岛津GC-14B气相色谱仪测定丙酸苄酯含量。
以一水合硫酸氢钠直接催化丙酸与苯甲醇合成丙酸苄酯,其最佳合成工艺条件为:醇酸摩尔比0.1:0.2,催化剂用量1g/0.2mol丙酸,带水剂环己烷用量15mL/0.2mol丙酸,反应温度95~110℃,此条件下丙酸苄酯收率可达82.3%[1]。
参考文献
[1] 谭志斗. 一水合硫酸氢钠催化合成丙酸苄酯的研究[J]. 湖北化工,2003,20(2):18-20. DOI:10.3969/j.issn.1672-5425.2003.02.007.