CN113277947A - 烟用单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯及其合成方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了烟用单体香料3‑(2‑羟基苯基)丙酸‑2羟基丙酯的制备方法及其应用,其结构式为:
Description
技术领域
本发明属于香精香料领域,具体涉及烟用单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯及其合成方法与应用。
背景技术
酯类化合物广泛存在于果、花等植物中,大多具有果香、花香、蜜甜香或酒香香气,深受广大消费者的喜爱。酯类香料在香料中占有特别重要的地位,无论是品种的数目,还是工业生产的数量,酯类都是最大的一类香料。酯类香料与卷烟自身香气有较好的协调性,经研究表明,脂肪酸、芳香酸、脂肪醇、萜醇等酯化产物构成了存在于大部分烟叶与烟气中的酯类化合物,在卷烟调香过程中,酯类香料是不可或缺的一种香料,广泛用于调配各类香精板块。
二氢香豆素广泛应用于卷烟调香领域,具有很明显的豆香及甜香香韵,但在香精板块中很不稳定,在储存期内会逐渐发生分解,使整体香气发生变化。近年来,通过衍生化法提升香料化学稳定性的研究越来越多。衍生化法合成的新化合物除了可以保持香料原有的香气外,也可以赋予香料新的香气特征。如丙酸麦芽酚酯作为商品化的麦芽酚酯类香料,除具有麦芽酚的香气外,还有甜的烤面包香和水果香;异丁酸香兰酯除具有甜的香草气息外,还有淡的水果样气息。
关于二氢香豆素衍生物的研究,目前主要集中在与醇类香料反应制备潜香香料,这类香料在室温下没有香气,只有在燃烧过程才会裂解产生香味物质,但由于燃烧时温度太高,产物比较复杂。专利CN 111685360A公开了一种δ-羟基酸醇酯卷烟潜香物及其制备和在卷烟中的应用,是由二氢香豆素与一元醇(香叶醇、香茅醇等)反应获得,这类香料在卷烟抽吸时发生分子内裂解,部分释放出二氢香豆素和一元醇类香料的同时,会产生其他副产物香料,致使香气不纯正,影响感官质量。且该香料的合成方法只能实现二氢香豆素与一元醇的反应,针对于二元醇,由于分子内含有两个羟基且反应活性几乎没有差别,致使此类方法反应很复杂,限制了其进一步拓展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学结构稳定、香气保持较好且具有特殊香气的新型烟用单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯及其合成方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的烟用单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯,结构式如式(1)所示:
本发明所述烟用单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯的合成反应式如下:
合成方法包括如下步骤:
步骤1、中间体A1的合成
向圆底烧瓶中加入二氢香豆素、碱和溶剂,然后加热搅拌回流0.5~2h,TLC点板监测反应完成情况;待二氢香豆素全部消失后,再向圆底烧瓶中加入环氧溴丙烷,于室温下搅拌反应1-3h;反应结束后,向反应液中加入饱和NaCl溶液,乙醚萃取,有机相用无水Na2SO4干燥,旋去溶剂后通过硅胶柱色谱分离得到中间体A1;
步骤2、烟用香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯的合成
取所述中间体A1与催化剂及还原剂加入到圆底烧瓶中,并加入乙醇作为反应溶剂,40-60℃下反应1-4h;反应结束后直接抽滤得到滤液,旋去溶剂后通过硅胶柱色谱分离得到所述烟用香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯。
进一步地,步骤1中,所述的溶剂优选为乙醚、四氢呋喃、二氧六环、二氯甲烷、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜和石油醚中的至少一种,更优选为N,N-二甲基甲酰胺。
进一步地,步骤1中,所述的碱优选为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、DBU和三乙胺中的至少一种,更优选为氢氧化钾。
进一步地,步骤1中,二氢香豆素、碱和环氧溴丙烷的摩尔比优选为1:1-1.5:1-1.5,更优选为1:1.1:1.1。
进一步地,步骤2中,所述的催化剂优选为Pd/C。
进一步地,步骤2中,所述的还原剂优选为HCOONH4、NaBH4或H2,更优选为HCOONH4。
进一步地,步骤2中,所述中间体A1与催化剂的摩尔比优选为1:0.005-0.001,更优选为1:0.005。
进一步地,步骤2中,所述中间体A1与还原剂的摩尔比优选为1:1-3,更优选为1:2。
进一步地,步骤1中,通过硅胶柱色谱分离所用洗脱剂由石油醚与乙酸乙酯按体积比5-30:1构成,优选为10:1。
进一步地,步骤2中,通过硅胶柱色谱分离所用洗脱剂由石油醚与乙酸乙酯按体积比1-10:1构成,优选为1:1。
本发明的烟用单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯在使用时,可以溶解在醇或醇水混合溶剂中,然后均匀喷洒到烟丝或造纸法薄片上,所述烟用单体香料的添加量占烟丝或造纸法薄片重量的0.0001%-0.1%,更优选为0.001%。
与现有技术相比,本发明的有益效果体现在:
1、本发明采用两步法合成出了新型香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯,其兼具豆香、甜香及果香香韵,且结构稳定、香气保持较好,作为烟草增香剂添加至卷烟中可以提升卷烟香气的丰富性和稳定性,赋予卷烟豆香、甜香和果香香韵,增加烟气浓度,使烟气细腻柔和。
2、本发明的反应步骤简单,产品总收率达到82%,纯度达99%以上,原料简单易得,便于工业化生产。
3、本发明的3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯具有很明显的增香作用,加入卷烟中烟气细腻柔和,甜感增加,干燥感和刺激性下降,在卷烟中起到增香、增浓、柔和烟气的作用,提高卷烟抽吸的舒适感和甜润感。
4、本发明的单体香料含两个羟基,可以与水分子形成多个氢键,阻碍水分的流失,从而达到保润效果。
5、相比现有的潜香香料必须在燃烧后释放香气,本发明所获得的单体香料本身具有香气,其香气在卷烟抽吸过程中可均匀释放且保持稳定。本发明的单体香料除可以用于卷烟中,也可以用于日化香精如皂用香精、合成洗涤剂香精等领域。
附图说明
图1为3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯的1H NMR谱图。
图2为3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯的13C NMR谱图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。以下内容仅仅是对本发明的构思所做的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施案例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式代替,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例按如下步骤合成3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯:
步骤1:向100mL圆底烧瓶中加入二氢香豆素(50mmol,7.41g)、氢氧化钾(55mmol,3.09g)和DMF(40mL),然后加热回流2h后,再向圆底烧瓶中加入环氧溴丙烷(55mmol,7.53g),并于30℃下搅拌反应2h。反应结束后,向反应液中倒入饱和食盐水,再用乙醚萃取,有机相用无水Na2SO4干燥,旋干后通过硅胶柱色谱(洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯=10:1)分离得到中间体,产率为94%。
步骤2:取上述制得的中间体A1(5mmol,1.11g)与甲酸铵(10mmol,1.24g)和5%Pd/C(0.025mmol,55mg)加入到50mL圆底烧瓶中,并加入20mL乙醇作为反应溶剂。反应液于50℃下反应4h。反应结束后直接抽滤得到滤液,旋干后通过硅胶柱色谱(洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯=1:1)分离得到3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯产物,其为无色油状物,产率为87%。两步反应总产率为82%。
实施例2
本实施例按如下步骤合成3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯:
步骤1:向100mL圆底烧瓶中加入二氢香豆素(50mmol,7.41g)、氢氧化钾(55mmol,3.09g)和DMF(40mL),然后加热回流2h后,再向圆底烧瓶中加入环氧溴丙烷(55mmol,7.53g),并于30℃下搅拌反应2h。反应结束后,向反应液中倒入饱和食盐水,再用乙醚萃取,有机相用无水硫酸钠干燥,旋干后通过硅胶柱色谱(洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯=10:1)分离得到中间体,产率为94%。
步骤2:取上述制得的中间体A1(5mmol,1.11g)、NaBH4(10mmol,378mg)和5%Pd/C(0.025mmol,55mg)加入到50mL圆底烧瓶中,并加入20mL乙醇作为反应溶剂。反应液于50℃下反应4h。反应结束后直接抽滤得到滤液,旋干后通过硅胶柱色谱(洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯=1:1)分离得到3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯产物,其为无色油状物,产率为79%。两步反应总产率为74%。
一、目标产物的结构表征
经核磁共振氢谱、碳谱判定目标化合物结构,如附图所示,具体数据为:淡黄色油状物,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.10(dd,J=12.8,7.6Hz,2H),6.86(dd,J=12.8,7.6Hz,2H),5.12-4.94and 4.04-3.96(m,1H),4.11and 3.64(2x dd,J=11.2,2.6Hz,1H),3.92and3.56(2x“dd,J=11.2,7.6Hz,1H),2.92(dd,J=13.2,6.8Hz,2H),2.83-2.71(m,2H),1.18(dd,J=13.2,6.8Hz,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ174.9,174.8,154.2,130.4,127.9,127.0,120.7,120.6,116.4,72.5,69.9,65.9,65.5,35.1,34.8,25.3,25.2,18.9,16.1.
二、香气评价
取0.01g单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯溶于丙二醇中,配制成质量浓度为1%的溶液。用闻香纸蘸取少量溶液,在无外界气味干扰下进行香气评价。经调香专业人员评价后认为该香料单体具有豆香、果香和甜香香韵。
三、目标产物在烟草中的加香评价
将单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯溶于95%乙醇中,配制成质量浓度为1%的溶液。分别取0.5g、1.0g、5.0g、10g上述溶液均匀喷洒至100g空白烟丝中,放置2小时后卷制成样品卷烟。将样品卷烟放置在温度22℃±1℃,60%±2%的恒温恒湿箱中平衡48小时后,与在相同条件下放置的未加香样品对照评吸。感官评价结果如下表:
以上仅为本发明的示例性实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改,等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
2.一种权利要求1所述烟用单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯的合成方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、中间体A1的合成
向圆底烧瓶中加入二氢香豆素、碱和溶剂,然后加热搅拌回流0.5~2h,TLC点板监测反应完成情况;待二氢香豆素全部消失后,再向圆底烧瓶中加入环氧溴丙烷,于室温下搅拌反应1-3h;反应结束后,向反应液中加入饱和NaCl溶液,乙醚萃取,有机相用无水Na2SO4干燥,旋去溶剂后通过硅胶柱色谱分离得到中间体A1;
步骤2、烟用香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯的合成
取所述中间体A1与催化剂及还原剂加入到圆底烧瓶中,并加入乙醇作为反应溶剂,40-60℃下反应1-4h;反应结束后直接抽滤得到滤液,旋去溶剂后通过硅胶柱色谱分离得到所述烟用香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯。
3.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于:步骤1中,所述的溶剂为乙醚、四氢呋喃、二氧六环、二氯甲烷、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜和石油醚中的至少一种,所述的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、DBU和三乙胺中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于:步骤1中,二氢香豆素、碱和环氧溴丙烷的摩尔比为1:1-1.5:1-1.5。
5.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于:步骤2中,所述的催化剂为Pd/C,所述的还原剂为HCOONH4、NaBH4或H2。
6.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于:步骤2中,所述中间体A1与催化剂的摩尔比为1:0.005-0.001,所述中间体A1与还原剂的摩尔比为1:1-3。
7.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于:步骤1中,通过硅胶柱色谱分离所用洗脱剂由石油醚与乙酸乙酯按体积比5-30:1构成。
8.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于:步骤2中,通过硅胶柱色谱分离所用洗脱剂由石油醚与乙酸乙酯按体积比1-10:1构成。
9.一种权利要求1所述烟用单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯在卷烟中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于:将所述烟用单体香料3-(2-羟基苯基)丙酸-2羟基丙酯溶解在醇或醇水混合溶剂中,然后均匀喷洒到烟丝或造纸法薄片上,所述烟用单体香料的添加量占烟丝或造纸法薄片重量的0.0001%-0.1%。
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