503-74-2 / 異戊酸的應用

背景及概述^[1][2]

異戊酸又稱3-甲基丁酸。天然品存在于纈草油、香草油、酒花油、月桂葉油和留蘭香油等精油中，檸檬葉及煙草中也含有。有令人不愉快的酸敗氣味，及汗臭刺激氣味。無色粘稠性液體。相對分子質量102.13。相對密度0.9286。熔點-29.3℃。沸點176.7℃。折射率1.4033。閃點70℃。溶于水(1/24)、乙醇、乙醚、氯仿。小鼠經皮注射LD₅₀1150mg/kg。

異戊酸是生產香料異戊酸酯的重要原料，存在于纈草油、酒花油中。傳統工業生產常采用相轉移催化法和分步氧化法的方式制備異戊酸，但這兩種方法均需使用重金屬鹽，會對環境造成污染。因此，選擇綠色醇氧化合成途徑具有重要意義。以O2為氧化劑在催化劑作用下進行醇氧化具有原子利用率高，對環境無害的優點。Pd 系、Ru系等均相催化劑用于醇類氧化已有報道，但此過程需在有機溶劑及高壓條件下進行，對生產條件要求較高，同時均相催化劑存在難分離、回收等缺點。

應用^[3-6]

異戊酸具有刺激性酸敗味，高度稀釋后則有甜潤的果香，以及篤斯越橘樣的香味。異戊酸天然存于纈草油、香草油、酒花油、月桂葉油、留蘭香油等，我國國標中允許使用的食用香料中。異戊酸除了用以配制干酪和奶油香精，微量用于水果型香精的配制。還可以用于制造醫藥、香料、調味品等。也可以用于烘烤食品、肉制品。

異戊酸用于生產鎮靜催眠藥溴異戊酰脲，但更多用于生產香料，用作香料的異戊酸酯主要有異戊酸已酯、異戊酸丙酯、異戊酸異戊酯、異戊酸牻牛兒酯、異戊酸芐酯和異戊酸肉桂酯。低級異戊酸酯類作食用香料，高級異戊酸酯類用于化妝品。異戊酸天然存于纈草油、香草油、酒花油、月桂葉油、留蘭香油等，中國國家標準GB2760-86規定為允許使用的食用香料，主要用以配制干酪和奶油香精，亦微量用于水果型香精。

此外，異戊酸還可用作醫藥合成中間體，如用于合成溴米索伐，第一步：異戊酸在三溴化磷的催化下與溴素反應生成α-溴代異戊酸；第二步：第一步反應完后，產物不經分離，直接壓入酰溴化罐中，加入三溴化磷和溴素，繼續反應，生成α-溴代異戊酰溴，反應完后，減壓升溫蒸餾收集85-95℃/20-30mmHg餾分，得到α-溴代異戊酰溴；第三步：α-溴代異戊酰溴與尿素縮合得到溴米索伐。

還可用于制備內消旋2，3-二異丙基琥珀酸，方法如下：在冷卻下將異戊酸用二異丙基氨基鋰處理后，再與四氯化鈦反應，酸化，萃取，濃縮，洗滌而得。本發明縮短了實驗步驟，節省了反應時間，大大提高了合成效率。

另外，為了研究異戊酸對斷奶前犢牛生長性能、生長軸激素受體mRNA和血清指標的影響，試驗選取發育正常、體重相似(45.09±0.90kg)的15日齡犢牛39頭，15日齡時，隨機抽取3頭屠宰采樣，將其余36頭隨機分為4組，每組9頭，對照組飼喂基礎日糧，試驗組分別在基礎日糧上添加3、6和9g/d異戊酸(即為LIV組、MIV組和HIV組)，分別在30、60、90日齡屠宰采樣。

試驗結果表明：15日齡和60日齡時，試驗組犢牛體重差異不顯著(P>0.05)；30日齡和90日齡時，HIV組犢牛體重顯著高于對照組、LIV組和MIV組(P<0.05)；15～30日齡，MIV組和HIV組犢牛的平均日增重顯著高于對照組和LIV組(P<0.05)；30～60日齡，試驗組犢牛的平均平均日增重差異不顯著(P>0.05)；60～90日齡，LIV組、MIV組和HIV組犢牛的平均日增重顯著高于對照組(P<0.05)，但是LIV組、MIV組和HIV之間差異不顯著(P>0.05)；在60日齡和90日齡時，MIV組和HIV組犢牛體高、體斜長、胸圍、胸深、胸寬、腰角寬顯著高于對照組和LIV組(P<0.05)。

試驗組之間坐骨端寬、尻長、管圍差異不顯著(P>0.05)；日糧CP、EE、CF、ADF、NDF消化率的變化規律相同，MIV組和HIV顯著高于對照組(P<0.05)，且兩組之間差異不顯著(P>0.05)，LIV組和對照組之間差異不顯著(P>0.05)；肝臟和肌肉組織中GH、INS、IGF-1受體mRNA表達顯著增加(P<0.05)，MIV組和HIV組之間差異不顯著(P>0.05)。

和對照組相比，LIV組、MIV組和HIV組MSTN受體mRNA的表達顯著降低(P<0.05)，然而LIV組、MIV組和HIV組之間差異不顯著(P>0.05)；MIV組和HIV組血清指標(Glu、Alb、BUN、LA、GOT、GPT、AKP、GH、INS、IGF-I).顯著高于對照組(P<0.05)，但是MIV組和HIV之間差異不顯著(P>0.05)；試驗組犢牛血清TCH差異不顯著(P>0.05)；和對照組相比，肌肉脂肪、蛋白質、眼肌面積的變化差異不顯著(P>0.05)。綜合以上分析，異戊酸的最適宜添加量為6g/d。

制備^[3]

一種藥物中間體異戊酸的合成方法，包括如下步驟：

i)在反應容器中加入2mol的1-氯-3-異丙基丙酮，4-5mol的碳酸二甲酯溶液，控制攪拌速度110-140rpm，升高溶液溫度至30-40℃，然后加入3-4mol的氯化錳，反應70- 90min，加入900ml氯化鉀溶液，降低溶液溫度至20-25℃，加入硫酸氫鉀溶液調節pH至4-5，靜置50-70min，溶液分層，用甲基卡必醇溶液洗滌，甲基肼溶液洗滌，在1-甲基呱嗪溶液中重結晶，脫水劑脫水，得成品異戊酸。

其中，步驟(i)所述的碳酸二甲酯溶液質量分數為70- 76％，步驟(i)所述的氯化鉀溶液質量分數為10-16％，步驟(i)所述的硫酸氫鉀溶液質量分數為20-25％，步驟(i)所述的甲基卡必醇溶液質量分數為60-68％，步驟(i)所述的甲基肼溶液質量分數為80-87％，步驟(i)所述的1-甲基呱嗪溶液質量分數為90-95％。整個反應過程可用如下反應式表示：

主要參考資料

[1] 實用精細化工辭典

[2] Zn /Co-HMS 催化氧化異戊醇生成異戊酸

[3] CN201710216243.2一種藥物中間體異戊酸的合成方法

[4] CN201810009043.4一種芽孢桿菌及其用于生產異戊酸的方法

[5] CN201410140551.8一種內消旋2，3-二異丙基琥珀酸的合成方法

[6] 異戊酸對斷奶前后犢牛生長性能、生長軸激素受體mRNA表達和血清指標的影響