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香蘭素

tank 2014-07-06 01:47:44 31405 0

來源：向富實(shí)業(yè)股份有限公司標(biāo)籤：香蘭素, Vanillin, 香莢蘭醛, 香草醛, 香莢蘭素

香蘭素（Vanillin），又名香莢蘭醛；香草醛，為一種廣泛使用的可食用香料，可在香莢蘭的種子中找到，也可以人工合成，有濃烈奶香氣息。廣泛運(yùn)用在各種需要增加奶香氣息的調(diào)香食品中，如蛋糕、冷飲、巧克力、糖果；還可用於香皂、牙膏、香水、橡膠、塑料、醫(yī)藥品。

中文名：香蘭素

外文名：Vanillin

又名：香莢蘭醛；香草醛

分子式：C8H8O3

分子量：152.15

閃點(diǎn)：147 °C

一、化學(xué)元素

中文同義詞：3-甲氧基-4-羥基苯甲醛；3-甲氧基-4-羥基苯甲醛；3-甲氧基-4-羥基苯甲醛；香莢蘭醛；香莢蘭素；香蘭醛；香蘭素；香草醛；香蘭素。

英文名稱

Vanillin

英文同義詞：2-Methoxy-4-formylphenol;3-Methoxy-4-hydroxybenzaldehyde (vanillin);4-Formyl-2-methoxyphenol;4-hydroxy-3-methoxy-benzaldehyd;4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde (vanillin);4-Hydroxy-5-methoxybenzaldehyde;4-hydroxy-m-anisaldehyd;4-Hydroxy-m-anisaldehyde

化學(xué)資料

FEMA：3107

CAS號(hào)：121-33-5

分子式：C8H8O3

分子量：152.15

EINECS號(hào)：204-465-2

熔點(diǎn)：81～83℃(lit.)

沸點(diǎn)：170 °C（15 mm Hg）（lit.）

密度：1.06

蒸氣密度：5.3 (vs air) 蒸氣壓 >0.01 mm Hg （25 ℃)

閃點(diǎn)：147 °C

溶解度：methanol: 0.1 g/mL,clear

溶解性：10g/L （25℃)

敏感性：Air & Light Sensitive

Merck：14,9932

BRN：472792

概述

香蘭素是人類所合成的第一種香精，由德國的M·哈爾曼博士與G·泰曼博士於1874年合成成功的。通常分為甲基香蘭素和乙基香蘭素。甲基香蘭素（vanillin），化學(xué)名3-甲氧基-4-羥基苯甲醛，外觀白色或微黃色結(jié)晶，具有香莢蘭香氣及濃郁的奶香，為香料工業(yè)中最大的品種，是人們普遍喜愛的奶油香草香精的主要成份。其用途十分廣泛，如在食品、日化、煙草工業(yè)中作為香原料、矯味劑或定香劑，其中飲料、糖果、糕點(diǎn)、餅乾、麵包和炒貨等食品用量居多。還沒有相關(guān)報(bào)道說香蘭素對(duì)人體有害。乙基香蘭素為白色至微黃色針狀結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，類似香莢蘭豆香氣，香氣較甲基香蘭素更濃。屬廣譜型香料，是當(dāng)今世界上最重要的合成香料之一，是食品添加劑行業(yè)中不可缺少的重要原料，其香氣是香蘭素的3-4倍，具有濃郁的香莢蘭豆香氣，且留香持久。廣泛用於食品、巧克力、冰淇淋、飲料以及日用化妝品中起增香和定香作用。另外乙基香蘭素還可做飼料的添加劑、電鍍行業(yè)的增亮劑，製藥行業(yè)的中間體。

作用與用途

香蘭素是重要的食用香料之一，是食用調(diào)香劑，具有香莢蘭豆香氣及濃郁的奶香，是食品添加劑行業(yè)中不可缺少的重要原料，廣泛運(yùn)用在各種需要增加奶香氣息的調(diào)香食品中，如蛋糕、冷飲、巧克力、糖果、餅乾、方便面、麵包以及煙草、調(diào)香酒類、牙膏、肥皂、香水、化妝品、冰淇淋、飲料以及日用化妝品中起增香和定香作用。還可用於香皂、牙膏、橡膠、塑料、醫(yī)藥品。符合FCCⅣ標(biāo)準(zhǔn)。

香蘭素在國外的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，大量用於生產(chǎn)醫(yī)藥中間體，也用於植物生長促進(jìn)劑、殺菌劑、潤滑油消泡劑、電鍍光亮劑、印製線路板生產(chǎn)導(dǎo)電劑等。國內(nèi)香蘭素主要用於食品添加劑，近幾年在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓寬，已成為香蘭素應(yīng)用最有潛力的領(lǐng)域。目前國內(nèi)香蘭素消費(fèi)：食品工業(yè)占55%，醫(yī)藥中間體占30%，飼料調(diào)味劑占10%，化妝品等占5%。

國內(nèi)外行業(yè)現(xiàn)狀中國是世界香蘭素出口大國， 2002年國內(nèi)需求量2350噸，占產(chǎn)量的30%，其餘70%用於出口。而1988 年僅出口273噸，1993年為1700噸，2002年為4653噸。1993～2002年，中國香蘭素出口量年均增長率為12%。中國香蘭素在北美、歐洲、東南亞等地市場享有良好信譽(yù)。

中國香蘭素已有50多年生產(chǎn)歷史，原有10多家生產(chǎn)企業(yè)中，大部分小企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)嚴(yán)重腐蝕，再加上要環(huán)保條件限制，已失去生產(chǎn)能力。目前中國主要有3家香蘭素生產(chǎn)廠。其中，羅海（浙江）精細(xì)化工有限公司是法國羅地亞公司與浙江雪豹精細(xì)化工有限公司的合資企業(yè)，2002年生產(chǎn)能力從1000噸擴(kuò)至1500噸，且在無錫建有香蘭素原料——愈創(chuàng)木酚生產(chǎn)基地；浙江嘉興中華化工有限公司是目前國內(nèi)最大香蘭素生產(chǎn)企業(yè)，是由原上海嘉化精細(xì)化工公司、浙江中華精細(xì)化工集團(tuán)、上海新華香料廠組成的聯(lián)合企業(yè)，香蘭素年產(chǎn)能力4000噸，正在新建1套2000噸/年生產(chǎn)裝置；吉化集團(tuán)公司是國內(nèi)較早的香蘭素生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)年產(chǎn)能力1500噸。

國外香蘭素的生產(chǎn)廠家主要有法國羅地亞公司、挪威鮑利葛公司。其中，法國羅地亞是全球最大香蘭素生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)能力為8000噸，裝置分佈在法國、美國；挪威鮑利葛公司是全球唯一生產(chǎn)木質(zhì)素香蘭素的廠家，同時(shí)也生產(chǎn)乙基香蘭素。

含量分析

方法一：用紫外吸收分光光度法分析（參見GT-29）

標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備：準(zhǔn)確稱取藥用參比標(biāo)準(zhǔn)香蘭素約100mg，放入一250ml容量瓶中，用甲醇定容，混合。取該溶液2.0ml，放入一100ml容量瓶中，用甲醇定容後混勻。

試樣液的制備：準(zhǔn)確稱取試樣約100mg，制備方法與上述標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備相同。

操作：取上述各溶液分別放入一1cm石英池中，在最大吸收波長約308nm處測定吸光度。按下式計(jì)算試樣中香蘭素（C8H8O3）的含量（X)(mg）：

X=12.5c(Au/As)

式中 c—標(biāo)準(zhǔn)溶液中香蘭素的濃度，μg/ml；

Au—試樣液的吸光度；

As—標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。

方法二：按氣相色譜法（GT-10-4）中用非極性柱方法測定

毒性 ADI 0～10mg/kg(FAO/WHO，1994）。

LD50為1.58g/kg（大鼠，經(jīng)口）。

MNL為1g/kg（大鼠，經(jīng)口）。

GRAS(FDA，§182．60，2000）。

據(jù)歐盟專家委員會(huì)2000年2月24日?qǐng)?bào)導(dǎo)，大劑量應(yīng)用可導(dǎo)致頭痛、噁心、嘔吐、呼吸困難，甚至損傷肝腎等，故正商訂降低允許劑量中。

使用限量

FEMA(mg/kg）：軟飲料63；冷飲95；糖果200；焙烤食品220；布丁類120；膠姆糖270；巧克力970；裱花層150；人造奶油0.20；糖漿330～20000。

按FAO/WHO規(guī)定：用於方便食品、罐頭嬰兒食品、穀類食品的最高允許用量為70mg/kg（1992）。

香蘭素是國家允許添加的食品添加劑，按國標(biāo)添加不會(huì)對(duì)身體造成傷害。但大劑量食用可導(dǎo)致頭痛、噁心、嘔吐、呼吸困難，甚至損傷肝腎等。

香蘭素行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)：首先應(yīng)加大在醫(yī)藥領(lǐng)域的開發(fā)力度。隨著國內(nèi)醫(yī)藥中間體行業(yè)迅速發(fā)展，香蘭素在該領(lǐng)域仍將有較大發(fā)展空間。國外約45%的香蘭素用來生產(chǎn)醫(yī)藥中間體，而中國在該領(lǐng)域消費(fèi)僅佔(zhàn)30%，與國外相比仍有一定差距，因此應(yīng)積極開拓香蘭素在醫(yī)藥中間體領(lǐng)域的應(yīng)用。其次，要加快香蘭素品種升級(jí)換代。由於乙基香蘭素的香氣是甲基香蘭素的3～4倍，在提倡綠色食品的今天，在食品、飼料等行業(yè)用乙基香蘭素替代甲基香蘭素已成為發(fā)展趨勢(shì)。最後，加大新工藝開發(fā)力度。香蘭素生產(chǎn)方法主要有亞硝化法和乙醛酸法。亞硝化法工藝落後，污染嚴(yán)重，國外已經(jīng)逐漸淘汰。而中國香蘭素生產(chǎn)主要採用亞硝化法，正面臨越來越大的環(huán)保壓力。乙醛酸法操作穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量好，「三廢」少，是香蘭素生產(chǎn)工藝的發(fā)展方向，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)積極與科研院所合作，盡早突破乙醛酸法工藝工業(yè)化的瓶頸，打破歐美對(duì)中國的技術(shù)封鎖。

化學(xué)性質(zhì)

白色針狀結(jié)晶。有芳香氣味。溶於125倍的水、20倍的乙二醇及2倍的95%乙醇，溶於氯仿。

二、主要用途

1、用作食用香精、日化香精、醫(yī)藥中間體。

2、是獲取粉香、豆香的好香料。常作粉底香用?？蓮V用於幾乎所有香型，如紫羅蘭、草蘭、葵花、東方香型中。能和洋茉莉醛、異丁香酚芐醚、香豆素、麝香等合用兼作是定香、修飾劑與和合劑，也可用於掩蓋不良?xì)庀?。在食用、煙用香精中?yīng)用也較廣，而且用量也較大。在香莢蘭豆型、奶油、巧克力、太妃香型中都是必用香料。

3、香蘭素是中國規(guī)定允許使用的食用香料，可作定香劑，是配製香草型香精的主要原料。也可直接用於餅乾、糕點(diǎn)、糖果、飲料等食品的加香。用量按正常生產(chǎn)需要，一般在巧克力中970mg/kg；口香糖中270mg/kg；糕點(diǎn)、餅乾中220mg/kg；糖果中200mg/kg；調(diào)味品中150mg/kg；冷飲中95mg/kg。

4、GB-2760-2011規(guī)定為允許使用的食用香料。廣泛用於配製香草、巧克力、奶油等型香精，用量可達(dá)25%～30%，或直接用於餅乾、糕點(diǎn)，用量0.1%～0.4%，冷飲0.01%～0.3%，糖果0.2%～0.8%，尤其是含乳製品。

5、重要的合成香料，廣泛用於日用化用品，作食用、煙用和酒用得法精。在食品工業(yè)中用量大，用於配製香草、巧克力、奶油等型香精，用量可達(dá)25-30%，直接於餅乾、糕點(diǎn)，用量0.1-0.4%，冷飲0.01-0.3%，糖果0.2-0.8%，尤其是含乳製品。用於分析化學(xué)，檢驗(yàn)蛋白質(zhì)氮雜茚、間苯三酚及單寧酸。在製藥工業(yè)，用於生產(chǎn)降壓藥甲基多巴、兒茶酚類藥物多巴，以及白內(nèi)停、敵菌淨(jìng)等。

6、用作有機(jī)分析標(biāo)準(zhǔn)試劑

生產(chǎn)方法：將N，N-二甲基苯胺用鹽酸酸化成鹽，用亞硝酸鈉硝化掉得對(duì)亞硝基-N，N-二甲苯胺鹽酸鹽。將其與愈創(chuàng)木酚、甲醛在41-43℃縮合。然後用苯萃取。第一次蒸餾，用苯重結(jié)晶，再進(jìn)行第二次蒸餾，用水重結(jié)晶。50℃乾燥得成品。亞硫酸紙漿廢液中，含有樺柏醇結(jié)構(gòu)單位的木質(zhì)素磺酸鹽，在鹼性條件下氧化，然後水解可得到香草醛。

原料消耗（kg/t）：郁創(chuàng)木酚（98%） 1460亞硝酸鈉 640N，N-二甲基苯胺（98%） 974鹽酸（30%） 6000甲醛（99%） 320

三、生產(chǎn)方法

由香莢蘭豆提取

由鄰氨基苯甲醚經(jīng)重氮水解成愈創(chuàng)木酚，在亞硝基二甲基苯胺和催化劑存在下，與甲醛縮合，或在氫氧化鉀催化下與三氯甲烷反應(yīng)而成，再經(jīng)萃取分離、真空蒸餾和結(jié)晶提純而得。亦可用木漿廢液、丁香酚、愈創(chuàng)木酚、黃樟素等製成。

以木質(zhì)素為原料

可以利用造紙廠的亞硫酸制漿廢液中所含的木質(zhì)素制備香蘭素。一般廢液中含固形物10%～12%，其中40%～50%為木質(zhì)素磺酸鈣。先將廢液濃縮至含固形物40%～50%，加入木質(zhì)素量的25%的NaOH，並加熱至160～175℃（約1.1～1.2MPa），通空氣氧化2h，轉(zhuǎn)化率一般可達(dá)木質(zhì)素的8%～11%。氧化物用苯萃取出香蘭素，並用水蒸氣蒸餾的方法回收苯；在氧化物中加入亞硫酸氫鈉生成亞硫酸氫鹽，然後與雜質(zhì)分開，再用硫酸分解得香蘭素粗品，最後經(jīng)減壓蒸餾和重結(jié)晶得成品。

以愈創(chuàng)木酚為原料

三氯乙醛法愈創(chuàng)木酚與三氯乙醛在純鹼或碳酸鉀的存在下，加熱至27℃縮合生成3-甲氧基-4-羥基苯基三氯甲基甲醇，未反應(yīng)的愈創(chuàng)木酚用水蒸氣蒸餾除去。在苛性鈉存在下，用硝基苯作氧化劑，加熱至150℃氧化裂解得香蘭素；也可用Cu-CuO-CoCl2作催化劑，在100℃下空氣氧化，反應(yīng)後用苯萃取香蘭素，經(jīng)減壓蒸餾和重結(jié)晶提純得成品。

乙醛酸法：在乙醛酸溶液中依次加入愈創(chuàng)木酚、氫氧化鈉溶液和碳酸鈉，並在30～33℃下縮合生成3-甲氧基-4-羥基苯基羥乙酸。用溶劑萃取出未反應(yīng)的愈創(chuàng)木酚後，加入氫氧化鈉溶液，在問硝基苯磺酸和氫氧化鈣存在下，加熱至100℃進(jìn)行氧化裂解得香蘭素。氧化產(chǎn)物經(jīng)中和後用二氯乙烷萃取香蘭素，粗品經(jīng)減壓蒸餾和重結(jié)晶提純得成品。亞硝基法將30%的鹽酸166kg和水200kg加入反應(yīng)釜，冷卻至l0℃後，在2h內(nèi)滴加二甲基苯胺61.5kg，溫度不超過25%，之後繼續(xù)攪拌20min。冷卻至6℃後滴加75kg亞硝酸鈉配成的25%的水溶液，溫度控制在7~10℃下繼續(xù)攪拌1h。濾出對(duì)亞硝基二甲基苯胺鹽酸鹽，再加入一定量的乙醇和濃鹽酸，以稀釋固體，得對(duì)亞硝基二甲基苯胺。

愈創(chuàng)木酚與對(duì)亞硝基二甲基苯胺縮合：將烏洛托品26kg溶於34kg水中，再加入126kg愈創(chuàng)木酚和63kg乙醇的混合液，貯於高位槽備用。將上述所得的對(duì)亞硝基二甲基苯胺鹽酸鹽和乙醇的混合物550kg加入反應(yīng)釜，加熱至28℃後加入金屬鹽類催化劑，然後加熱到35～36℃時(shí)滴加愈創(chuàng)木酚混合液（3～3.5h），溫度保持在40～43℃，滴加完後繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h。然後加入100kg 40℃的水稀釋，並攪拌15min，縮合液內(nèi)香蘭素的含量應(yīng)在11%以上。

以苯為溶劑，在轉(zhuǎn)盤式液一液萃取塔中連續(xù)逆流萃取上述縮合液。苯萃取液內(nèi)含有大量的鹽酸，先用水洗滌，再用鹼中和至Ph=4；用升膜式蒸發(fā)器蒸餾回收苯，然後用水蒸氣沖蒸1h以除去殘餘的苯；再減壓蒸去水分，最後在120～150℃（666.6Pa）下快速蒸出香蘭素粗品，凝固點(diǎn)70℃左右。將粗品溶解在70℃的甲苯中，過濾後冷卻至18～20℃，吸濾並用少量甲苯洗滌得香蘭素。接著進(jìn)行第二次減壓蒸餾，收集130～140℃（266.6～399.9Pa）的餾分並將其溶解在60~70℃的稀乙醇中，慢慢冷卻至16～18℃使其結(jié)晶（1h）。用離心機(jī)甩濾，並用少許稀乙醇洗滌。最後在50～60℃下，熱氣流烘乾12h得成品。按愈創(chuàng)木酚計(jì)，收率可達(dá)65%以上。

對(duì)羥基苯甲醛法

以對(duì)羥基苯甲醛為原料，經(jīng)單溴化、甲氧基化反應(yīng)制備香蘭素。在250mL燒瓶中加入16g(0.131mo1）對(duì)羥基苯甲醛和90mL溶劑，溶解後滴人 6.8mL(0.131mo1）液溴，加熱至40～45℃反應(yīng)6h。減壓抽溶劑，殘留物加水煮沸，趁熱過濾，濾液冷卻結(jié)晶、過濾、烘乾得白色結(jié)晶3-溴-4-羥基-苯甲醛，熔點(diǎn)123～124℃，收率90%。

在250mL燒瓶中加入12g(0.0597mo1）上述產(chǎn)品、45mL(0.230mo1）28.24%的甲醇鈉溶液、35mLDMF及0.2gCuCl，在115℃下反應(yīng)1.5h。然後抽溶劑，殘留物用18%鹽酸酸化至Ph=4～5，再用熱苯萃取3次，分去水層，苯層減壓蒸餾去苯，得咖啡色液體。將其溶於熱稀酒精溶液，冷卻析出白色結(jié)晶，過濾、乾燥得產(chǎn)品香蘭素8.3g，熔點(diǎn)81～82℃，純度99.5%，收率91.1%。

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