介紹

2,3-戊二酮，化學(xué)式C5H8O2，外觀是一種黃色的油狀液體，具有甜白脫、奶油、焦糖的香氣，并且?guī)в袌?jiān)果的底香。它有醌的微甜氣味，稀釋后有奶油氣味，微溶于水，但可以溶于乙醇等有機(jī)溶劑。

圖一 2,3-戊二酮

應(yīng)用

2,3-戊二酮又稱(chēng)乙酰丙酰,是一種奶香型香料,香氣比丁二酮柔和,留香時(shí)間長(zhǎng),用于調(diào)配咖啡、可可、奶酪、奶油、堅(jiān)果、焦糖等食用香精和酒用香精。它不僅可以作為香料,而且還是一個(gè)重要的有機(jī)合成中間體,如可用于咪唑類(lèi)化合物的合成。另外,它還用于藥物、防腐劑、殺菌劑、環(huán)氧樹(shù)脂的硬化劑及丙烯纖維助染劑的制備。

合成

現(xiàn)有合成方法的缺點(diǎn)

文獻(xiàn)報(bào)道的2,3-戊二酮合成方法主要有:1)以羥基丙酮和三聚乙醛為原料,在相轉(zhuǎn)移催化劑作用下進(jìn)行非均相反應(yīng)[1],質(zhì)量收率85.0%,但原料價(jià)格貴,催化劑難以回收；2)以2-甲基戊烯酮為原料進(jìn)行臭氧化反應(yīng)，反應(yīng)選擇性96.9%,質(zhì)量收率66.9%，但反應(yīng)條件十分苛刻,需-75 ℃深冷,且產(chǎn)品提純困難,環(huán)境污染嚴(yán)重；3)以3-氯-2-戊酮為原料，經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)獲得產(chǎn)品,該方法路線長(zhǎng),總收率39.1%；4)以乙醛和丙醛為原料,通過(guò)5-(2-羥乙基)-3,4-二甲基-1,3-噻唑鹽催化交叉偶聯(lián)制備偶姻，經(jīng)氧化得到2,3-戊二酮、3,4-己二酮和2,3-丁二酮混合物，再分離得到產(chǎn)品。該制備方法分離工藝復(fù)雜，操作煩瑣；5)以乳酸為原料，通過(guò)堿催化縮合制備，選擇性80.0%，質(zhì)量收率60.0%，該方法成本高，污染嚴(yán)重。

新合成方法

第一步：將20g60%的氫化鈉和132g丙酸甲酯加入到帶有磁力攪拌、溫度計(jì)和回流冷凝管（冷凝管上部連接氯化鈣干燥管)的250L三口圓底燒瓶中，攪拌升溫到60℃反應(yīng)3h,將回流裝置改為精餾裝置，減壓到P=0.05MP后慢慢升溫到90C反應(yīng)3h,共收集到28g餾分（氣相色譜分析成分主要是甲醇和丙酸甲)。冷卻至20~25℃，慢慢加入300g10%的乙酸溶液，攪拌10mi,靜置分層，分出有機(jī)層，水層用乙謎萃取(50mL×3)。合并有機(jī)層，飽和氯化鈉溶液洗滌至pH7,無(wú)水硫酸鈉干燥，常壓回收溶劑和未反應(yīng)的丙酸甲酯，減壓蒸餾收集75~80℃/533.2P餾分得56g化合物2，經(jīng)氣相色譜分析純度98.2%，收率77.8%。

第二步：將56g化合物2加入到帶有磁力攪拌、溫度計(jì)和滴液漏斗的1000L的三口圓底燒瓶中，控制溫度0~5℃，緩慢滴加160g10%氫氧化鈉溶液，滴加完畢后，控制溫度0~5C,將138g20%的亞硝酸鈉溶液慢慢加入到溶液中，在0~5C繼續(xù)攪拌5小時(shí)?？刂茰囟取?0C,滴加120g 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的鹽酸，加完后，再快速滴加609g40%甲醛溶液，慢慢升溫到20攝氏度攪拌2小時(shí)，靜置分層，分出有機(jī)層，水層乙謎萃取(50mL×2)。合并有機(jī)層，5%的碳酸氫鈉溶液洗滌至pH大于7,飽和食鹽水洗滌兩次。常壓回收溶劑，收集110~112℃餾分得21.8g化合物4，即2,3-戊二酮，經(jīng)氣相色譜分析純度98.7%，收率90.3%[1]。

圖二 2,3-戊二酮的合成

安全性

2,3-戊二酮具有易燃性，并且其蒸汽可能引起困倦和眩暈。它對(duì)呼吸系統(tǒng)具有刺激性，并且長(zhǎng)期接觸可能導(dǎo)致皮膚干燥或皸裂。因此，在處理時(shí)需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，如佩戴過(guò)濾式防毒面具、化學(xué)安全防護(hù)眼鏡、防靜電工作服和乳膠手套。此外，應(yīng)避免接觸眼睛和皮膚，遠(yuǎn)離火源和熱源，并采取預(yù)防靜電放電的措施。如果發(fā)生皮膚接觸，應(yīng)立即脫去被污染的衣物，并用肥皂水和清水徹底沖洗。眼睛接觸后，需要用大量清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘，并尋求醫(yī)療幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]趙延偉,賈衛(wèi)民,王之建,等.2,3-戊二酮的合成[J].化學(xué)試劑,2012,34(05):479-480.