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酰化反應是化學反應中最常見的一種反應。對于羥基化合物與酸酐的酰化反應,用吡啶作催化劑反應進行溫和且可靠,但是當空間位阻較大的醇類進行酰化反應時,反應進行困難,并且產率也比較低。1967年,Litvinenko和Kirichenko在研究間氯苯胺的苯甲酰化動力學時發現,用4-二甲氨基吡啶(DMAP)作催化劑代替吡啶時,反應速度增加約104-105倍。1969年Steglich和Hofie也發現用4-二甲氨基吡啶作催化劑對酰化反應進行有著極強的催化作用。近年來,4-二甲氨基吡啶作為一種廣泛應用于化學合成的新型高效酰化催化劑,在醫藥、農藥、染料、香料、功能材料等精細化學工業領域有著廣泛的研究,并且已經取得相關實驗成果,催化效果顯著。
近年來,隨著我國食品工業的迅速增長,食品添加劑的需求量越來越大,研究安全健康的食品添加劑已成為人們的主要目標。
甜味劑是一類能賦予食品甜味的添加劑。甜葉菊是一種天然的甜味劑,甜葉菊甙是甜葉菊中的一種強甜味物質,甜度約為蔗糖的300倍,但是甜葉菊甙的口感差,高濃度時有苦味,尤其是在一定條件下會生成有毒的甜葉菊醇。在糖尿病、肥胖癥、高血脂為多發病、常見病的時代,研究低能量、味道好并且安全健康的甜味劑刻不容緩。利用甜葉菊醇與氨基酸反應,合成了新的甜味劑———甜葉菊醇活性酯。它通過在DMAP的催化下,甜葉菊醇與含羥基化合物生成活性酯,再與氨基酸反應生成新的甜味劑。此反應利用DMAP作催化劑,催化合成甜葉菊醇活性酯,雖然反應速率慢,產率比較低,但是作者通過不使用催化劑作對比實驗,發現甜葉菊醇與p-硝基苯酚基本不反應。由此可見,DMAP對催化合成甜葉菊醇活性酯有一定的作用。4,1',6'-三氯-4,1',6'-脫氧半乳蔗糖也是一種甜味劑。它是一種半合成品,其甜度是蔗糖的600-800倍。因為其無毒、低熱量、甜度高、抗齲、穩定性好的特點,被用作各種食品的甜味劑,市場前景十分廣闊。
食用香精是一類能夠增加食品香氣和香味的食品添加劑。O-乙酰基乳酸酯作為一類有濃郁酯香味的食用香精化合物,被用作調制各種飲料,并且用來制作高品質的香精。有關O-乙酰基乳酸酯的合成,傳統的合成方法是采用濃硫酸作催化劑,由于在合成過程中,易發生氧化、脫水、聚合等副反應,使產物顏色較深,引起異味,導致產品質量差,并且濃硫酸對設備有腐蝕性。采用DMAP為催化劑合成O-乙酰基乳酸酯,并且利用正交試驗的實驗方法,探究了該反應的優化條件。最后探究結果表明,通過氣相色譜分析,乙酸酯的轉化率達到95%,其中的O-乙酰基乳酸乙酯的產率為88%,O-乙酰基乳酸丁酯的產率為85%。而合成O-乙酰基乳酸酯的最佳優化條件是DMAP為60mg,n(乳酸乙酯或乳酸丁酯):n(乙酸酐)=1:2,溫度60℃-70℃,時間5h,最終產品產率都達到了80%以上。O-乙酰基乳酸乙酯精餾后,純度可達97%,滿足配制高品質香精的要求。由于DMAP催化效果好、用量少、產品產率高的優勢,為我國的香精合成產業的發展開辟了新的途徑。
防腐劑是一類具有抑制微生物增殖或殺死微生物的化合物。防腐劑中具有抗菌作用的基團是α,β-不飽和羰基結構。由于富馬酸分子中有兩個對稱不飽和羰基結構,所以富馬酸的衍生物也具有抑菌活性。其中富馬酸二甲酯(DMF)具有很好的抗菌防霉作用,但是由于DMF有刺激性氣味,而且易升華,容易過敏,使其在食品領域的發展受到了限制。
琥珀酸單薄荷酯是一種具有清涼、新鮮的薄荷特征的新型涼味劑。我國已經把它作為一種食品添加劑,市場前景良好。琥珀酸單薄荷酯的合成方法有很多種,利用新型的催化劑DMAP直接催化薄荷醇與琥珀酸酐合成琥珀酸單薄荷酯。當反應條件溫度50℃,時間24h,n(薄荷醇):n(琥珀酸)=1:1。5,n(DMAP):n(薄荷醇)=0。128:1時,產品的產率為92。50%,純度達99。70%。所以用此方法制備琥珀酸單薄荷酯,原料簡單易得,操作簡便,產品的產率高。
瓜爾膠是工業上廣泛應用的多糖,其結構中主要含有半乳糖和甘露糖,多用于食品、制藥、化妝品、保健、石油、造紙和紡織印染等行業。作為食品添加劑的應用,主要是利用瓜爾膠在水中呈現高黏性而用作食品增稠劑。
植物甾醇酯是一種新型的功能性食品基料,可以克服游離植物甾醇在水和油脂中的低溶解性,大大增加植物甾醇的脂溶性,能比較方便地添加到油脂或含油脂食品中,起到具有降低血清膽甾醇水平的功效,被廣泛用于功能保健食品,預防冠心病。
將溴素滴入吡啶液,再投入二甲胺鹽酸鹽,80℃保溫反應半小時,再加入15%的氫氧化鈉水溶液,加入的氫氧化鈉水溶液與溴素、吡啶、二甲胺鹽酸鹽的重量比為5-6∶1.6∶1-1.5∶2-2.5。攪拌溶解靜置分層后降溫到0℃進行固液分離,干燥后即制得成品4-二甲氨基吡啶。本工藝的收率以吡啶計可高達85%以上,產品含量可高達99.5%以上。
[1] 4-二甲氨基吡啶在精細化學品合成中的應用
[2] 4-二甲氨基吡啶(DMAP)在醫藥合成中的應用
[3] CN200710021219.X4-二甲氨基吡啶的制備方法