山梨酸的合成及综合分析

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1、山梨酸的合成及综合分析　　山梨酸别名：B二烯酸，花楸酸。中文名称：山梨酸；己二烯酸；清凉茶酸；2，4-己二烯酸；2-丙烯基丙烯酸英文名称：sorbicacid。山梨酸分子结构式目前已广泛地用于食品、饮料、酱菜、烟草、医药、化妆品、农产品、饲料等行业中，从发展趋势看，其应用范围还在不断扩大。山梨酸（钾）属酸性防腐剂，在接近中性（PH6.0-6.5)的食品中仍有较好的防腐作用，而苯甲酸(钠)的防腐效果在PH>4时，效果已明显下降，且有不良味道。在使用时可以用直接添加，喷洒，浸渍，干粉喷雾，在包装材料上处理等多种方式。一、食品防腐剂（一）食品防腐剂的概念及分类食品防腐剂是一类

2、能够在生产、运输、储藏和销售过程中，抑制微生物生长、防止食品腐败变质，延长保存期的一些化学合成物质或天然物质。我国是一个人口大国，据估计，我国每年约有20%~30%的食物因腐败而白白损失。为了降低这种不必要的损失，食品添加剂行业的发展越来越迅速。全世界实用的防腐剂约有60种，美国约50种，日本约40种，我国目前允许使用的约有32种。其中化学合成防腐剂常用的主要有苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸盐、对羟基苯甲酸酯（尼泊金酯）等。（二）食品防腐剂山梨酸在食品添加剂行业迅速发展的同时也出现了不少的问题，以至于人们认为食品安全的最大问题就是食品添加剂，我们就从食品防腐剂山梨

3、酸说起。山梨酸，学名2，4－己二烯酸，结构式CH(CH=CH)COOH，是无色针状晶体或白色结晶状粉末，无臭或有微弱的辛辣味，熔点133～135℃。适用于pH为5.5以下的食品防腐。是一种新型的食品防腐剂，能有效地抑制霉菌、酵母菌和好气菌的生长，并能保持食品的原有风味。山梨酸作为一种不饱和脂肪酸，像食品中存在的其它不饱和脂肪酸一样，能参加人体正常的新陈代谢，最后分解成二氧化碳和水。故山梨酸可看作是食品的成份，对人体无害，其毒性为苯甲酸的1/4，食盐的1/2，防腐效果却是苯甲酸的5-10倍。山梨酸是目前世界上公认的毒性最低、最安全、有效的一种食品防腐剂。ADI为0～25m

4、g/kg体重。二、山梨酸的传统合成方法（一）巴豆醛和丙二酸法1．反应式：2．合成方法：在反应罐中一次投入巴豆醛、丙二酸、吡啶，室温搅拌、缓缓加热到90℃，维持在90～100℃反应5小时左右。反应完成后降温到10℃以下，酸化、脱羧，得山梨酸。这是最早合成山梨酸的方法，收率30%左右，若用丙二酸钙代替丙二酸，收率可以提高一些。3．工艺分析：反应流程简单，得到产品易分离，但收率低，原料价格高，不适合工业化。（二）巴豆醛和乙烯酮法1．反应式2．合成方法将巴豆醛和乙烯酮在含有催化剂（等摩尔的三氟化硼、氯化锌、绿化铝以及硼酸和水杨酸在150℃下加热处理）的溶剂中，于0℃左右进行反应

5、。然后加入硫酸，除去溶剂，在80℃下加热3h以上，冷却后，析出的粗结晶再重结晶得产品。3．工艺分析该法原料廉价易得，成本低，收率较高（>70%），具有较好的经济效益。是目前国内生产普遍采用的方法。缺点是乙烯酮不稳定有毒，沸点低，难以运输，催化剂具有腐蚀性。可以通过改变催化剂来提高产率。例如用异戊酸锌使聚酯收率达90%，用盐酸解聚收率达90%，总收率为80%以上，比初始方法提高10%。[4]（三）巴豆醛和丙酮法1．反应式2．反应方法巴豆醛与丙酮以氢氧化钡弱碱为催化剂，于60℃缩合得70%左右的3，5-庚二烯-2-酮和30%的聚醛树脂，再经过次氯酸钠，氢氧化钠处理得山梨酸钠

6、。再经硫酸酸化，水洗，重结晶制得收率为70%的山梨酸，和副产物氯仿。3．工艺分析本工艺比较简单，且原料便宜，催化剂价廉，但副产品多，有三废污染，路线较长，收率较低，对收率影响最大的是第一步醇醛缩合反应，收率为70%。有报道用专门合成的特殊催化剂，收率提高，并中试成功（四）山梨醛氧化法1．反应式：2．合成方法以山梨醛为原料，用银做催化剂，氧化得山梨酸。3．工艺分析工艺流程短，但副反应多，收率低，1970年以后就停止使用了。（五）乙酸、丁二烯法1．反应式2．合成方法此法用乙酸和丁二烯为原料，制备出乙烯基-γ-丁内酯，酸化得山梨酸。3．工艺分析此工艺是由前联邦德国开发的合成路

7、线，工艺流程短，原料易得。我国在这方面的研究也取得一定进展。该法收率较高，是合成山梨酸的新途径。（六）乙炔、烯丙基氯和一氧化碳合成法1．反应式2．合成方法用烯丙基氯、乙炔、一氧化碳和水反应，得到2，5-己二烯酸，然后在四羰基镍作用下重排为山梨酸。3．工艺分析该法优点是在室温下即可进行，并且产率也较高。但四羰基镍和一氧化碳有剧毒，使用时须注意安全。（七）巴豆醛的生物氧化法1．制备方法葡萄酸菌与巴豆醛在含有肉、胨、氯化钠介质中于37℃，摇动培养48h，然后离心分离。将细胞与巴豆醛悬浮在磷酸缓冲溶液中。在30℃，20min可生成山梨酸，收率约为