CN110541324A - 一种单薄荷酯的制备方法、薄荷型卷烟纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单薄荷酯的制备方法、薄荷型卷烟纸及其制备方法，将薄荷醇、非挥发性有机酸酐以及4‑二甲氨基吡啶分散于有机溶剂中，通过回流、冷却、过滤及碳酸钠水溶液萃取，分离后再乙酸乙酯萃取，浓缩、减压蒸馏，获得单薄荷酯。在卷烟纸生产时将单薄荷酯的乙醇溶液在涂布机上对卷烟纸进行均匀浸涂然后再经低温烘缸干燥，可使单薄荷酯与卷烟纸紧密的结合在一起，并且分布均匀、性质稳定。较低的燃烧温度就可实现薄荷酯类化合物裂解产生薄荷醇，减少由于高温造成非目标物质的生成，提高薄荷醇往主流烟气中的迁移率。且在富氧的燃烧条件下能减少有害成分的生成，并且薄荷醇的释放相对均匀稳定，保证了卷烟抽吸时，薄荷的清凉感始终如一。

Description

一种单薄荷酯的制备方法、薄荷型卷烟纸及其制备方法

技术领域

本发明属于卷烟纸技术领域，特别是指一种单薄荷酯的制备方法、薄荷型卷烟纸及其制备方法。

背景技术

薄荷型卷烟自二十世纪30年代问世以来，以它在燃吸时散发出的独特的清凉气息受到消费者的喜爱，产量逐渐增加。

卷烟中薄荷醇的添加方式主要有以下三种：直接将薄荷醇喷洒于卷烟的烟叶烟丝中、将薄荷醇香精以香料线或爆珠的形式添加入卷烟的滤嘴中、将薄荷醇采用多孔材料负载后，以颗粒的形式添加到卷烟滤嘴中。

由于薄荷醇具有很强的挥发性，不仅会污染工作环境和生产线，而且薄荷卷烟贮存期短，燃吸时薄荷味随抽吸口数的增加而减弱，到了烟支末端,薄荷香凉味已非常淡薄，不能获得薄荷凉味均匀释放的抽吸感觉，因此，近年来国内研究者一直在努力寻求新的添加方式。发明专利《一种薄荷烟用卷烟纸及其制备方法》(公开号为CN101781866A)在卷烟纸生产过程中，将大小为80μm～120μm的薄荷叶或茎颗粒加入纸浆中,并与纸浆纤维混合均匀，制成卷烟纸，将该卷烟纸制成薄荷卷烟后，具有天然的薄荷香味，能有效改善卷烟抽吸的舒适感，提升卷烟抽吸品质，此外，该卷烟纸添加薄荷颗粒后，赋予其清新的视觉效果,具有与众不同的独特外观,能彰显产品个性特点。发明专利《一种薄荷型卷烟纸的制备》(公开号为CN101487203)公开的卷烟纸选择添加分子囊化薄荷脑新材料，所制得的卷烟纸能够保证薄荷清凉感在烟支抽吸时始终如一。发明专利《一种兼具保润功能的薄荷卷烟纸及其制备方法》(公开号为CN107460766A)公开的负载薄荷油、薄荷醇、薄荷酯等香料混合物的羟基磷灰石空心微球直接喷涂到卷烟纸上,可赋予卷烟一定的薄荷凉味,对提升改善卷烟口感、降低卷烟刺激性具有积极的作用。发明专利《一种薄荷型卷烟用凉味添加剂及其制备和应用》(公开号为CN101748652A)采用薄荷脑与可溶性钙盐一起溶解回流，然后加碱溶液,经沉淀、静置、洗涤过滤和真空干燥的方法获得。随后将凉味添加剂作为填料或者涂布到卷烟纸、滤棒成型或卷烟嘴棒的丝束中，可以明显改善纸质滤嘴卷烟的吸味。

但是，有关学者通过研究发现，通过上述添加方式，易产生香气流失严重或难以持久的严重后果，且会导致卷烟的燃烧速度、通风度、抽吸口数、主侧流烟气迁移率以及卷烟纸透气度难以控制等一系列问题。此外，国内研究者的研究发现，L-薄荷醇和非挥发性有机酸结合生成的薄荷酯沸点高、不易挥发，且在300℃左右可裂解释放出L-薄荷醇，转移率可达到60-80％，而在450-900℃温度范围内裂解释放出L-薄荷醇较少，转移率仅为为9-18％(尼龙酸薄荷酯的合成及其热裂解，精细化工，2016，33(10)，1118-1124)。Baker分别利用热电偶和光纤红外法检测了卷烟燃烧时燃烧锥中气、固两相的温度，并绘制了温度分布图，处于卷烟燃烧锥外围的卷烟纸温度处于低温富氧状态，温度分布范围在300-500℃之间。

发明内容

本发明的目的是提供一种单薄荷酯的制备方法、薄荷型卷烟纸及其制备方法，将薄荷醇与非挥发性有机酸反应，生成薄荷酯，利用薄荷酯类化合物低挥发性的特点，以乙醇为溶剂，在卷烟纸生产中通过机内喷涂、低温烘缸干燥等新技术，确保薄荷酯在卷烟纸上的添加均匀性和保留性能,克服了原有薄荷卷烟中薄荷成份易挥发、效果不稳定等缺点。随着烟草制品的燃吸，稳定释放薄荷醇，赋予烟草制品清凉、新鲜的感觉，起到抑制刺激性和干燥感、掩盖杂气、改善余味等作用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种单薄荷酯的制备方法，包括以下步骤：

1)将薄荷醇、非挥发性有机酸酐以及4-二甲氨基吡啶分散于有机溶剂中，回流反应8-12小时，然后冷却、过滤；

2)在滤液中加入碳酸钠水溶液进行萃取，分离出水相，用稀盐酸调至pH＝3；

3)使用乙酸乙酯进行萃取，浓缩除去溶剂，经减压蒸馏，在110-130℃温度段下获得浅黄色粘稠状液体，即为单薄荷酯。

所述非挥发性有机酸酐为草酸酐、丙二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一种。

所述有机溶剂为甲苯或环己烷中的一种。

所述非挥发性有机酸酐与所述薄荷醇的物质的量比为(1.1-1.4):1。

所述4-二甲氨基吡啶用量为非挥发性有机酸酐质量的0.2-0.6％。

所述碳酸钠水溶液的质量百分比浓度为3％-10％。

一种薄荷型卷烟纸，上述任一项的单薄荷酯浸涂于卷烟纸上。

一种薄荷型卷烟纸的制备方法，包括以下步骤：

1)将单薄荷酯溶于乙醇中制备单薄荷酯溶液；

2)将单薄荷酯溶液涂布于卷烟纸上，然后在60-80℃之间进行低温干燥，得到薄荷型卷烟纸。

所述单薄荷酯的添加量占所述卷烟纸重量的0.01-1％。

本发明的有益效果是：

本发明的薄荷型卷烟纸，没有香气，贮存期间没有明显薄荷味散发。因此对薄荷卷烟纸以及薄荷卷烟的生产环境和工艺线影响不大。

在卷烟纸生产时将薄荷酯的乙醇溶液在涂布机上对卷烟纸进行均匀浸涂,然后再经低温烘缸干燥，可使薄荷酯与卷烟纸紧密的结合在一起，并且分布均匀、性质稳定。

较低的燃烧温度300-450℃就可实现薄荷酯类化合物裂解产生薄荷醇，减少由于高温造成非目标物质的生成，提高薄荷醇往主流烟气中的迁移率。

在富氧的燃烧条件下能减少有害成分的生成，并且薄荷醇的释放相对均匀稳定，保证了卷烟抽吸时，薄荷的清凉感始终如一。

具体实施方式

以下对本发明的技术方案进行详细的说明，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

实施例1

向250mL三口烧瓶中依次加入薄荷醇15.6g(0.1mol)，异戊酸酐26.1g(0.07mol)、催化剂DMAP 2.6g(异戊酸酐质量的10％)及溶剂环己烷150mL。磁力搅拌，水浴加热至回流温度，反应8h。反应结束后，过滤除去沉淀物，滤液用5％Na₂CO₃溶液萃取，分离出水相，用稀盐酸调至pH＝3，再用乙酸乙酯进行萃取，浓缩除去溶剂，经1kPa减压蒸馏，110-130℃温度段收集浅黄色粘稠状液体，即为异戊酸薄荷酯。

本申请提供一种薄荷型卷烟纸的制备方法：

称取0.5kg异戊酸薄荷酯溶于5kg的乙醇中，使得异戊酸薄荷酯的浓度百分比为10％。

按照卷烟纸生产制造流程制备卷烟纸：对纤维原料进行疏解、打浆、调配长短纤维比例、添加填料和功能助剂，然后经脱水纸张成型，再经压榨、烘干、卷取。称取100kg新制备的卷烟纸，采用离线涂布机离线喷涂异戊酸薄荷酯乙醇溶液，然后再经低温烘缸干燥,烘缸温度控制在60℃，至酒精完全挥发，最后进行分切，即完成薄荷型卷烟纸A的制备，异戊酸薄荷酯添加量约占卷烟纸重量的0.5％。

实施例2

向250mL三口烧瓶中依次加入薄荷醇15.6g(0.1mol)，丁二酸酐14.0g(0.14mol)、催化剂DMAP1.4g(丁二酸酐质量的10％)及溶剂环己烷150mL。磁力搅拌，水浴加热至回流温度，反应10h，反应结束后，过滤除去沉淀物，滤液用5％Na₂CO₃溶液萃取，分离出水相，用稀盐酸调至pH＝3，再用乙酸乙酯进行萃取，浓缩除去溶剂，经1kPa减压蒸馏，110-130℃温度段收集浅黄色粘稠状液体，即为丁二酸单薄荷酯。

一种薄荷型卷烟纸的制备：

称取1.0kg丁二酸单薄荷酯溶于10kg的乙醇中，使得丁二酸单薄荷酯的浓度百分比为10％。

按照卷烟纸生产制造流程制备卷烟纸：对纤维原料进行疏解、打浆,调配长短纤维比例、添加填料和功能助剂,然后经脱水纸张成型,再经压榨、烘干、卷取。

称取100kg新制备的卷烟纸，采用离线涂布机离线喷涂丁二酸单薄荷酯乙醇溶液，然后再经低温烘缸干燥,烘缸温度控制在70℃，至酒精完全挥发，最后进行分切，即完成薄荷型卷烟纸B的制备，其中丁二酸单薄荷酯添加量约占卷烟纸重量的1.0％。

实施例3

向250mL三口烧瓶中依次加入薄荷醇15.6g(0.1mol)，戊二酸酐13.7g(0.12mol)、催化剂DMAP1.4g(丁二酸酐质量的10％)及溶剂环己烷150mL。磁力搅拌，水浴加热至回流温度，反应10h，反应结束后，过滤除去沉淀物，滤液用5％Na₂CO₃溶液萃取，分离出水相，用稀盐酸调至pH＝3，乙酸乙酯进行萃取，浓缩除去溶剂，经1kPa减压蒸馏，110-130℃温度段收集浅黄色粘稠状液体，即为戊二酸单薄荷酯。

一种薄荷型卷烟纸的制备：

称取0.5kg戊二酸单薄荷酯溶于10kg的乙醇中，使得戊二酸单薄荷酯的浓度百分比为5％。

按照卷烟纸生产制造流程制备卷烟纸：对纤维原料进行疏解、打浆,调配长短纤维比例、添加填料和功能助剂,然后经脱水纸张成型,再经压榨、烘干、卷取。称取1000kg新制备的卷烟纸，采用离线涂布机离线喷涂戊二酸单薄荷酯乙醇溶液，然后再经低温烘缸干燥,烘缸温度控制在80℃，至酒精完全挥发，最后进行分切，即完成薄荷型卷烟纸C的制备，戊二酸单薄荷酯添加量约占卷烟纸重量的0.05％。

实施例4

非挥发性酸单薄荷酯等潜香类物质—己二酸单薄荷酯的制备，包括以下步骤：

向250mL三口烧瓶中依次加入薄荷醇15.6g(0.1mol)，己二酸酐17.9g(0.14mol)、催化剂DMAP1.8g(己二酸酐质量的10％)及溶剂环己烷150mL。磁力搅拌，水浴加热至回流温度，反应10h。反应结束后，过滤除去沉淀物，滤液用5％Na₂CO₃溶液萃取，分离出水相，用稀盐酸调至pH＝3，乙酸乙酯进行萃取，浓缩除去溶剂，经1kPa减压蒸馏，110-130℃温度段收集浅黄色粘稠状液体，即为己二酸单薄荷酯。

薄荷型卷烟纸的制备：

称取0.6kg己二酸酸单薄荷酯溶于10kg的乙醇中，使得薄荷酯的浓度百分比为6％.

按照卷烟纸生产制造流程制备卷烟纸：对纤维原料进行疏解、打浆,调配长短纤维比例、添加填料和功能助剂,然后经脱水纸张成型,再经压榨、烘干、卷取。

称取100kg新制备的卷烟纸，采用离线涂布机离线喷涂己二酸单薄荷酯乙醇溶液，然后再经低温烘缸干燥,烘缸温度控制在80℃，至酒精完全挥发，最后进行分切，即完成薄荷型卷烟纸D的制备，己二酸单薄荷酯添加量约占卷烟纸重量的0.6％。

将上述制得的薄荷卷烟纸和定量透气度一样的普通卷烟纸,采用相同的烟丝分别卷制卷烟样品,分别记为样品卷烟(A-D)和空白卷烟，以空白卷烟为对比例,按照《卷烟第四部分感官技术要求》标准对制得的样品卷烟进行卷烟感官质量评价,结果如表1所示。

表1卷烟感官质量评价

从表1中可以看出，本发明制得的薄荷卷烟纸用于卷烟中，卷烟的香气比对比样的香气得分有所增加，有明显的薄荷香韵，能够起到抑制刺激性、掩盖杂气、改善余味等作用，感官质量总体有所感善，具有一定的应用前景。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种单薄荷酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将薄荷醇、非挥发性有机酸酐以及4-二甲氨基吡啶分散于有机溶剂中，回流反应8-12小时，然后冷却、过滤；

2)在滤液中加入碳酸钠水溶液进行萃取，分离出水相，用稀盐酸调至pH＝3；

3)使用乙酸乙酯进行萃取，浓缩除去溶剂，在110～130℃，1kPa下经减压蒸馏，获得浅黄色粘稠状液体，即为单薄荷酯。

2.根据权利要求1所述的单薄荷酯的制备方法，其特征在于，所述非挥发性有机酸酐为草酸酐、丙二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一种。

3.根据权利要求1所述的单薄荷酯的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯或环己烷中的一种。

4.根据权利要求1所述的单薄荷酯的制备方法，其特征在于，所述非挥发性有机酸酐与所述薄荷醇的物质的量比为(1.1～1.4):1。

5.根据权利要求1所述的单薄荷酯的制备方法，其特征在于，所述4-二甲氨基吡啶用量为非挥发性有机酸酐质量的0.2～0.6％。

6.根据权利要求1所述的单薄荷酯的制备方法，其特征在于，所述碳酸钠水溶液的质量百分比浓度为3％-10％。

7.一种薄荷型卷烟纸，其特征在于，上述权利要求1至6中任一项的单薄荷酯浸涂于卷烟纸上。

8.一种薄荷型卷烟纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将上述权利要求1至6中任一项的单薄荷酯溶于乙醇中制备单薄荷酯溶液；

2)将单薄荷酯溶液涂布于卷烟纸上，然后在60～80℃之间进行低温干燥，得到薄荷型卷烟纸。

9.根据权利要求8所述的薄荷型卷烟纸的制备方法，其特征在于，所述单薄荷酯的添加量占所述卷烟纸重量的0.01-1％。