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    羧酸酯類香料發展現狀

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    【論文關鍵詞】:羧酸酯類香料

    【論文摘要】:近年來,人們對于羧酸酯類的合成的研究開發和應用發展很快,研究和開發出高效、環保的催化劑,是羧酸酯類的合成的研究發展方向。

    羧酸酯是一類重要的化工原料,低級的酯一般都有水果香味,可作香料(如醋酸異戊酯有香蕉味,戊酸乙酯有蘋果香味等)。液態的酯能溶解很多有機物,故常用作溶劑(如醋酸乙酯等)。有些酯還可用作塑料、橡膠的增塑劑。以乙酸辛酯(Octylacetate)為例:乙酸辛酯具有桔子、茉莉和桃子似香氣,天然品存在于苦橙、綠茶等中,是我國GB2760-86規定允許使用的食用香料,同時被FEMA(美國食用香料與提取物制造協會)認定對人體是安全的,FDA(美國食品及藥物管理局)也批準其用于食品。乙酸辛酯主要用以配制桃子、草莓、樹莓、櫻桃、蘋果、檸檬和柑橘類香精,也可用于日化香精配方中。

    1.羧酸酯類香料的市場前景

    隨著生活水平的提高,消費者對食品、飲料的口味、口感要求越來越高,這就需要大量使用香精、香料來迎合消費者,促進了食品企業對香精香料的應用。食用香精在食品配料中所占的比例雖然很小,但卻對食品風味起著舉足輕重的作用。國際知名咨詢公司Freedonia于去年5月底的研究成果表明:預計從2006~2008年,發展中國家對香精和香料的需求,將以年均4.4%的速度快速增長,到2008年該市場的份額將達到186億美元。而亞太地區(不包括日本)對香料和香精的需求特別強勁,未來幾年有望以年均7.3%的增速快速增長。發展中國家人均收入增加,對消費品質量要求有很大提高。隨著全球消費者越發注重健康,市場對營養和健康食品的需求也日益增加。因此,由于預計低糖低脂食品和飲料市場將迎來強勁增長,全球消費者對食用香精和香料的需求也必將不斷增加。香料配料市場需求量的繼續增長,還主要源于化妝品生產,在發達國家和地區,消費者的護膚化妝品消費呈上升趨勢。羧酸酯類香料作為優良的可食用香料品種其需求也必將不斷激增。

    羧酸酯類香料的主要生產和消費國有美國、西歐、日本、墨西哥和中國等,國內食品、飲料生產企業中目前應用最多的添加劑就是香精香料,隨著消費者對于味覺享受越來越高,這種趨勢會對香料需求產生積極影響。香料產品是香料工業的上游產品,是后續香精產品的原料,香料和香精產品是其他有關產品的配套性產品,它們被廣泛地用于日化、食品、醫藥、飼料等工業產品的生產。據了解,飲料行業是香料最主要的應用領域,該領域2005年的香料消費份額達31.1%。就各地區而言,美國、日本和西歐地區目前統領香料消費市場。香料市場未來的發展大部分可能會出現在亞太地區,尤其是中國和印度這些發展中國家。這將進一步刺激香精香料市場的快速發展。我國目前在世界香料市場中所占份額僅5%左右,日本所占份額達到12%,而美國則達到20%。

    2.羧酸酯類合成的傳統工藝

    傳統上羧酸酯類的合成都是用濃硫酸作催化劑,由相應醇與酸酯化而得。但由于濃硫酸作催化劑合成酯化反應具有以下缺點:(1)在酯化反應條件下,濃硫酸的氧化性和強脫水性易導致一系列副反應,給產品的精制和原料的回收帶來困難,且酯的質量差。(2)反應產物的后處理要經過堿中,水洗等工序,比較復雜困難,同時產生大量廢液,污染環境。(3)濃硫酸嚴重腐蝕設備,加快了設備更新,增加生產成本。為克服這些缺點,倡導綠色化學,人們選擇環境友好型催化劑催化酯化反應,近年來,已發現氨基磺酸、結晶固體酸、雜多酸、無機鹽等均可作為酯化反應的催化劑。

    3.羧酸酯類合成的發展

    近年來,人們對于羧酸酯類的合成的研究開發和應用發展很快,研究和開發出高效、環保的催化劑,是羧酸酯類的合成的研究發展方向:無機鹽催化劑:無機鹽大多性質穩定,來源廣泛,對設備幾乎沒有腐蝕,反應條件溫和,不會對環境造成太大污染,但是由于無機鹽容易潮解,影響其催化的效果。常用的催化劑有三氯化鋁、三氯化鐵、硫酸鈦、十二水合硫酸鐵銨、五水合氯化錫、一水合硫酸氫鈉和硫酸鋅。

    磺酸類催化劑:磺酸類催化劑來源廣泛、性能穩定、安全、使用方便、對酯化反應有較高的活性、產品收率較高、產物處理方便、催化劑可以重復使用等特點,適合于工業化生產的需要。

    雜多酸催化劑:雜多酸是一種含氧橋的多核化合物,其特點是催化活性高。選擇性好,反應時間短,反應溫度低。不易造成環境污染,對設備幾乎沒有腐蝕。再生速度快。

    陽離子交換樹脂催化劑:其主要特點是價廉易得,不腐蝕設備,不污染環境,不會引起副反應,不溶于反應體系,能夠重復使用,易于分離、回收和再生,操作簡單,產品收率較高,具有工業推廣價值。

    固體超強酸催化劑:固體超強酸在有機合成中的優點是活性高,重復使用性好,不腐蝕設備,制備方法簡便,處理條件易行,便于工業化。這對于節約能源,提高經濟效益是很有意義的。

    負載型催化劑:其優點是催化活性高,重復使用性好,不腐蝕設備,制備方法簡便,處理條件易行,便于工業化,這對于節約能源,提高經濟效益是很有意義的。

    鈦酸四丁酯催化劑:不僅具有催化活性高,重復使用性好,不腐蝕設備等基本優勢,而且同制備方法簡便,酯收率高,價廉易得,反應時間短,反應溫度低,處理條件易行,便于工業化,這對于節約能源,提高經濟效益是很有意義的。

    酶催化(脂肪酶催化、菌體催化等)工藝不僅催化化活性高、產品質量好,而且反應條件簡單、溫和,酶重復使用方便,酶活性保持時間長,在生物酶的固定及精細化學品的合成中有較大的使用價值。

    4.討論

    目前,國內外羧酸酯類的合成的發展趨勢越來越多的偏向于研究合成綠色、高效、環保等多功能的新型催化劑劑。一方面,合成環境友好的催化劑所采用的原料都比較易得,在開發過程中可以降低成本;另一方面,合成環境友好的催化劑所采用的都是低毒、高效、無污染的工藝,較大范圍的降低了環境的負荷。發展我國羧酸酯類香料應當注意加大科技投入力度,大力開展技術創新,加強安全法規和環境保護,強化企業管理,提高經濟效益。

    參考文獻

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