Ⅲ 食品中抗氧剂TBHQ的制备
经FAO/WHO认可,允许作为食品用的合成抗氧剂主要有BHT、BHA、PG、TBHQ等。其中BHT价廉,但毒性较大;BHA近年被发现存在致癌的可能,许多国家已开始禁用;PG主要原料来自于天然,毒性小,潜在的危险性也较小,但却易与产品中的金属离子结合而显现颜色,从而破坏产品的原呈色。TBHQ的安全性已由FAO/WHO评价,TBHQ对植物性油脂抗氧化性有特效,同时还兼有良好的抗细菌、霉菌、酵母菌的能力,属高效新颖的食用抗氧剂。
TBHQ的化学名为2-叔丁基氢醌或2-叔丁基对苯二酚,常用下述反应合成:
实验步骤
在250mL三口烧瓶中安装温度计、冷凝管和搅拌器。加入5.6g对苯二酚、20mL浓磷酸和20mL甲苯。开动搅拌,用油浴加热反应瓶,待反应液温度上升到90℃时,开始滴入5mL叔丁醇,控制反应温度在90~95℃,于30~45min内滴完叔丁醇,继续保温并搅拌至固体完全溶解(约需15min)。停止加热和搅拌,趁热将反应液转移至分液漏斗中,趁热分去磷酸层。将有机相转移至三口烧瓶中,加入60mL水,进行水蒸气蒸馏。蒸馏完毕,将残留物趁热抽滤(或过滤),滤液迅速析出白色沉淀,冷却使其结晶完全,抽滤,并用少量冷水洗涤,得白色闪亮结晶。
产物可在水中进行重结晶。
TBHQ纯品为无色针状结晶,熔点为127~129℃,红外光谱如图5-24所示。
图5-24 TBHQ的红外光谱图
注意事项
(1)反应温度不能过高或过低,过高会导致二取代和多取代产物的生成。
(2)对苯二酚在磷酸中的溶解度要大于在甲苯中的溶解度,滴入叔丁醇后,在磷酸的催化下,会生成产物TBHQ,而TBHQ在甲苯中的溶解度要大于在磷酸中的溶解度,因而会迅速进入有机相,从而阻止了其进一步被二取代。主要试剂及产物的物理常数见表5-4。
表5-4 主要试剂及产物的物理常数
思考题
(1)水蒸气蒸馏蒸去的是什么?
(2)水蒸气蒸馏后趁热抽滤(或过滤)要除去的是什么?
(3)该反应中可否采用过量叔丁醇?
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