2-甲基四氫呋喃-3-硫醇的合成工藝改進(jìn)

(湖北省醫(yī)藥工業(yè)研究院有限公司,湖北 武漢 430061 )

2-甲基四氫呋喃-3-硫醇(2-Methyltetrahydrofuran-3-thiol，F(xiàn)EMA號3787)是一種重要的含硫香料， 最初在肉湯中發(fā)現(xiàn)，是維生素B1降解產(chǎn)物[1]，產(chǎn)品稀釋后具有濃郁的肉香和烤肉香，附加值高，應(yīng)用廣泛，是各種肉類香精配方中最常用的香料之一[2]。可用于配制多種食用香精[3]，GB 2760-1997編號為I1895。

2-甲基四氫呋喃-3-硫醇以順反同分異構(gòu)體混合物使用[4～7]，該順反同分異構(gòu)體在氣相色譜圖上為雙峰。國內(nèi)產(chǎn)品雙峰比例不一致，前后峰比例為2.5∶1甚至4∶1，而進(jìn)口產(chǎn)品雙峰比例基本一致，致使國內(nèi)外產(chǎn)品價格相差較大。國內(nèi)產(chǎn)品因質(zhì)量問題不但不能出口，而且每年還需大量進(jìn)口。因此，對2-甲基四氫呋喃-3-硫醇的合成工藝[8～10]進(jìn)行改進(jìn)，提高其質(zhì)量，是迫切需要解決的問題。

作者在此對2-甲基四氫呋喃-3-酮工藝路線進(jìn)行改進(jìn)，以期得到雙峰比例一致的2-甲基四氫呋喃-3-硫醇，以替代進(jìn)口產(chǎn)品。

1 實(shí)驗

1.1 試劑與儀器

所用試劑均為化學(xué)純。

Agilent 7890A型氣相色譜儀(SB-5色譜柱)；ATAGO NAR-4T型阿貝折光儀；MDY-1型電子密度儀。

1.2 方法

以2-甲基四氫呋喃-3-酮(Ⅱ)為原料,經(jīng)硼氫化、對甲苯磺酰氯保護(hù)、硫代后水解得2-甲基四氫呋喃-3-硫醇(Ⅰ),反應(yīng)式如下:

1.2.1 2-甲基四氫呋喃-3-醇(Ⅲ)的合成

取75 mL甲醇加入到15 g化合物Ⅱ中，攪拌均勻，冷卻至5℃以下，加入5 g硼氫化鈉，室溫攪拌4 h，改成蒸餾裝置，至餾分溫度達(dá)110℃，冷卻至室溫。減壓蒸餾，收集90～110℃/6.27 kPa餾分，得化合物Ⅲ14 g，收率91.5%。

1.2.2 2-甲基-3-(對甲苯磺酰氧基)四氫呋喃(Ⅳ)的合成

將14 g化合物Ⅲ、50 g對甲苯磺酰氯、45 mL氯仿混合攪拌，升溫至50℃反應(yīng)2 h，冷卻至室溫，滴加50 mL水，分離，回收溶劑，冷卻，得固體化合物Ⅳ 25.4 g，收率78.4%。

1.2.3 2-甲基四氫呋喃-3-硫醇(Ⅰ)的合成

將65 mL無水甲醇、2.0 g氫氧化鈉、8.2 g硫代硫酸鈉、25.4 g化合物Ⅳ混合攪拌，升溫回流2 h后，回收溶劑，冷卻至室溫；滴加40 mL水，室溫攪拌1 h；加入6.5 g氫氧化鈉，室溫攪拌8 h；用鹽酸調(diào)pH值至6，分離，回收溶劑及低沸物至110℃，得化合物Ⅰ粗品。冷卻至室溫，改減壓裝置，在真空度達(dá)1.47 kPa、內(nèi)溫為80～85℃至雙峰比例1.5∶1時，開始接收成品，內(nèi)溫至120℃時停止，得化合物Ⅰ 10.2 g，收率94.5%。

2 結(jié)果與討論

2.1 工藝改進(jìn)

2.1.1 硼氫化反應(yīng)條件改進(jìn)

研究發(fā)現(xiàn)，在化合物Ⅱ合成化合物Ⅲ的硼氫化反應(yīng)中，若僅是將甲醇餾干，以這種方式得到的化合物Ⅲ再進(jìn)一步合成化合物Ⅳ就會出現(xiàn)含油性雜質(zhì)，進(jìn)而影響成品的收率和質(zhì)量。因此，硼氫化反應(yīng)后，先將甲醇蒸出，繼續(xù)蒸餾出少量前沸物至內(nèi)溫緩慢升至110℃停止。用這種方式處理的化合物Ⅲ投料反應(yīng)得到的化合物Ⅳ為不含油性物質(zhì)的干燥顆粒，收率穩(wěn)定。經(jīng)此工藝改進(jìn)后合成的2-甲基四氫呋喃-3-硫醇，粗品峰比例即可達(dá)到1.3∶1。

2.1.2 精餾條件改進(jìn)

對2-甲基四氫呋喃-3-硫醇粗品的精餾條件進(jìn)行了改進(jìn)。在1.47 kPa下，控制蒸餾溫度在80～85℃之間，餾出物中前峰占多；當(dāng)蒸餾溫度超過85℃后，餾出物中后峰的比例逐漸增加。當(dāng)氣相色譜分析雙峰比例為1.5∶1時，開始接收產(chǎn)品，至內(nèi)溫達(dá)到120℃即停止，即可獲得雙峰比例為1∶1的 2-甲基四氫呋喃-3-硫醇成品。

2.2 產(chǎn)品性能

經(jīng)氣相色譜儀分析，產(chǎn)品的出峰時間、雙峰比例與進(jìn)口產(chǎn)品一致。

折射系數(shù)為1.481(JECFA標(biāo)準(zhǔn)：1.475～1.491)；密度為1.043(JECFA標(biāo)準(zhǔn)：1.042～1.049)。

3 結(jié)論

通過優(yōu)化硼氫化反應(yīng)條件、2-甲基四氫呋喃-3-硫醇粗品的精餾條件對2-甲基四氫呋喃-3-硫醇的合成工藝進(jìn)行了改進(jìn)。 改進(jìn)后的工藝穩(wěn)定，反應(yīng)總收率為68%。產(chǎn)品雙峰比例為1∶1，香氣、折射系數(shù)、密度等多項檢測結(jié)果與進(jìn)口產(chǎn)品一致。改進(jìn)后的合成工藝已在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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