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、

2、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

3、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

4、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0～25mg/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

5、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。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

6、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。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

7、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，

8、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