背景及概述^[1]

?；磻?yīng)是化學(xué)反應(yīng)中最常見的一種反應(yīng)。對于羥基化合物與酸酐的酰化反應(yīng)，用吡啶作催化劑反應(yīng)進行溫和且可靠，但是當(dāng)空間位阻較大的醇類進行?；磻?yīng)時，反應(yīng)進行困難，并且產(chǎn)率也比較低。1967年，Litvinenko和Kirichenko在研究間氯苯胺的苯甲酰化動力學(xué)時發(fā)現(xiàn)，用4-二甲氨基吡啶(DMAP)作催化劑代替吡啶時，反應(yīng)速度增加約104-105倍。1969年Steglich和Hofie也發(fā)現(xiàn)用4-二甲氨基吡啶作催化劑對酰化反應(yīng)進行有著極強的催化作用。近年來，4-二甲氨基吡啶作為一種廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成的新型高效?；呋瘎?，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、香料、功能材料等精細(xì)化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的研究，并且已經(jīng)取得相關(guān)實驗成果，催化效果顯著。

結(jié)構(gòu)式

應(yīng)用

近年來，隨著我國食品工業(yè)的迅速增長，食品添加劑的需求量越來越大，研究安全健康的食品添加劑已成為人們的主要目標(biāo)。

1. 甜味劑

甜味劑是一類能賦予食品甜味的添加劑。甜葉菊是一種天然的甜味劑，甜葉菊甙是甜葉菊中的一種強甜味物質(zhì)，甜度約為蔗糖的300倍，但是甜葉菊甙的口感差，高濃度時有苦味，尤其是在一定條件下會生成有毒的甜葉菊醇。在糖尿病、肥胖癥、高血脂為多發(fā)病、常見病的時代，研究低能量、味道好并且安全健康的甜味劑刻不容緩。利用甜葉菊醇與氨基酸反應(yīng)，合成了新的甜味劑———甜葉菊醇活性酯。它通過在DMAP的催化下，甜葉菊醇與含羥基化合物生成活性酯，再與氨基酸反應(yīng)生成新的甜味劑。此反應(yīng)利用DMAP作催化劑，催化合成甜葉菊醇活性酯，雖然反應(yīng)速率慢，產(chǎn)率比較低，但是作者通過不使用催化劑作對比實驗，發(fā)現(xiàn)甜葉菊醇與p-硝基苯酚基本不反應(yīng)。由此可見，DMAP對催化合成甜葉菊醇活性酯有一定的作用。4，1'，6'-三氯-4，1'，6'-脫氧半乳蔗糖也是一種甜味劑。它是一種半合成品，其甜度是蔗糖的600-800倍。因為其無毒、低熱量、甜度高、抗齲、穩(wěn)定性好的特點，被用作各種食品的甜味劑，市場前景十分廣闊。

2.食用香精

食用香精是一類能夠增加食品香氣和香味的食品添加劑。O-乙?；樗狨プ鳛橐活愑袧庥趱ハ阄兜氖秤孟憔衔?，被用作調(diào)制各種飲料，并且用來制作高品質(zhì)的香精。有關(guān)O-乙?；樗狨サ暮铣?，傳統(tǒng)的合成方法是采用濃硫酸作催化劑，由于在合成過程中，易發(fā)生氧化、脫水、聚合等副反應(yīng)，使產(chǎn)物顏色較深，引起異味，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量差，并且濃硫酸對設(shè)備有腐蝕性。采用DMAP為催化劑合成O-乙?；樗狨ィ⑶依谜辉囼灥膶嶒灧椒?，探究了該反應(yīng)的優(yōu)化條件。最后探究結(jié)果表明，通過氣相色譜分析，乙酸酯的轉(zhuǎn)化率達到95%，其中的O-乙酰基乳酸乙酯的產(chǎn)率為88%，O-乙?；樗岫□サ漠a(chǎn)率為85%。而合成O-乙?；樗狨サ膬?yōu)化條件是DMAP為60mg，n(乳酸乙酯或乳酸丁酯)：n(乙酸酐)=1：2，溫度60℃-70℃，時間5h，最終產(chǎn)品產(chǎn)率都達到了80%以上。O-乙?；樗嵋阴ゾs后，純度可達97%，滿足配制高品質(zhì)香精的要求。由于DMAP催化效果好、用量少、產(chǎn)品產(chǎn)率高的優(yōu)勢，為我國的香精合成產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開辟了新的途徑。

3.防腐劑

防腐劑是一類具有抑制微生物增殖或殺死微生物的化合物。防腐劑中具有抗菌作用的基團是α，β-不飽和羰基結(jié)構(gòu)。由于富馬酸分子中有兩個對稱不飽和羰基結(jié)構(gòu)，所以富馬酸的衍生物也具有抑菌活性。其中富馬酸二甲酯(DMF)具有很好的抗菌防霉作用，但是由于DMF有刺激性氣味，而且易升華，容易過敏，使其在食品領(lǐng)域的發(fā)展受到了限制。

4.涼味劑

琥珀酸單薄荷酯是一種具有清涼、新鮮的薄荷特征的新型涼味劑。我國已經(jīng)把它作為一種食品添加劑，市場前景良好。琥珀酸單薄荷酯的合成方法有很多種，利用新型的催化劑DMAP直接催化薄荷醇與琥珀酸酐合成琥珀酸單薄荷酯。當(dāng)反應(yīng)條件溫度50℃，時間24h，n(薄荷醇)：n(琥珀酸)=1：1。5，n(DMAP)：n(薄荷醇)=0。128：1時，產(chǎn)品的產(chǎn)率為92。50%，純度達99。70%。所以用此方法制備琥珀酸單薄荷酯，原料簡單易得，操作簡便，產(chǎn)品的產(chǎn)率高。

5.增稠劑

瓜爾膠是工業(yè)上廣泛應(yīng)用的多糖，其結(jié)構(gòu)中主要含有半乳糖和甘露糖，多用于食品、制藥、化妝品、保健、石油、造紙和紡織印染等行業(yè)。作為食品添加劑的應(yīng)用，主要是利用瓜爾膠在水中呈現(xiàn)高黏性而用作食品增稠劑。

6.功能食品添加劑

植物甾醇酯是一種新型的功能性食品基料，可以克服游離植物甾醇在水和油脂中的低溶解性，大大增加植物甾醇的脂溶性，能比較方便地添加到油脂或含油脂食品中，起到具有降低血清膽甾醇水平的功效，被廣泛用于功能保健食品，預(yù)防冠心病。

制備

將溴素滴入吡啶液，再投入二甲胺鹽酸鹽，80℃保溫反應(yīng)半小時，再加入15％的氫氧化鈉水溶液，加入的氫氧化鈉水溶液與溴素、吡啶、二甲胺鹽酸鹽的重量比為5-6∶1.6∶1-1.5∶2-2.5。攪拌溶解靜置分層后降溫到0℃進行固液分離，干燥后即制得成品4-二甲氨基吡啶。本工藝的收率以吡啶計可高達85％以上，產(chǎn)品含量可高達99.5％以上。

主要參考資料

[1] 4-二甲氨基吡啶在精細(xì)化學(xué)品合成中的應(yīng)用

[2] 4-二甲氨基吡啶(DMAP)在醫(yī)藥合成中的應(yīng)用

[3] CN200710021219.X4-二甲氨基吡啶的制備方法