清凉剂薄荷酮缩甘油的合成

薄荷醇作为日用化学品和食品中常用的清凉成分，具有清凉爽快作用，但是它具有非常浓烈的薄荷气味，且不易被香精掩盖，对人体的粘膜如眼膜有很大的刺激性，清凉作用持续的时间较短。为了克服薄荷醇的上述缺点，对其结构进行修饰的产品应运而生，其中清凉剂薄荷酮缩甘油（MGK）由于具有很弱的薄荷 气味，较低的刺激性，较持久的清凉作用，从而受到广泛关注。

    清凉剂MGK的合作过程一般是将薄荷醇氧化为薄荷酮，然后与甘油缩合。此过程中氧化反应是至关重要的一步，常用的氧休剂有重铬酸钾/硫酸^[1]、高锰酸钾/硫酸铜^[2]、亚溴酸钾/醋酸^[3]、次氯酸叔丁酯^[4]等，这些氧化剂中重铬酸钾/硫酸氧化后产生含铬离子的废酸污染；高锰酸钾/硫酸酮作为氧化剂用量大成本高，而且产生大量的废渣/亚溴酸钾和次氯酸叔丁酯不稳定也是不易得。我们参考文献^[5-6]选作非常廉价易得的次氯酸钠水溶液作为氧化剂以醋酸为介质合成了薄荷酮，收率94.5%；然后与甘油缩合生成清凉剂MGK，收率75.4%，合成工艺简单，具有工业应用价值。

1 材料与试剂

    薄荷醇，工业级，中国南通薄荷厂；ω(NaClO)=12.5%次氯酸钠，工业级，中国南京化工厂；冰醋酸CP，中国南京化学试剂厂；氢氧化钠CP，中国南京化学试剂厂；亚硫酸氢钠CP，中国上海化学试剂四厂，甘油AR，中国上海制皂厂；对甲苯磺酸CP，中国上海五联化工厂。

2 实 验

    2.1 薄荷酮的合成

    在装有搅拌、温度计、氯气吸收装置的1 L四口烧瓶中，加入薄荷醇39 gl(0.25 mol)、165mL冰醋酸，搅拌溶解，冰水冷却至15℃开始滴加204 g次氯酸钠水溶液（0.30 mol）保持反应温度为20～25℃,约40 min加完，加完后反应液应使碘化钾试纸变蓝。在24℃反应1 h，加入饱和亚硫酸氢钠反应液使碘化钾淀粉试纸不变蓝为止。加入500 mL饱和食盐水，加入100 mL乙醚搅拌5 min，静置发层，水层用5×100 mL乙醚萃取，合并乙醚层，用冷的ω(NaOH）=5%的氢氧化钠溶液洗至醚层为中性，无水硫酸镁干燥，蒸出乙醚，减压蒸馏收集81～82℃/1066 Pa馏分36.4 g,收率94.5%。

    2.2 薄荷酮缩甘油的合成

    在装有搅拌、分子器中500 mL的四口烧瓶中加入薄荷酮36.4 g(0.24 mol)，甘油24 g(0.26 mol)，1 g对甲苯磺酸，220 mL甲苯。加热回流分水8 h。冷却，用50 mL ω(NaOH）=5%的氢氧化钠洗涤，用饱和食盐水洗至中性，无水硫酸镁干燥。蒸出甲苯，减压蒸馏，收集120～124℃/133 Pa馏分41.3 g，收率75.4%。

3 结果与讨论

    3.1 次氯酸钠溶液的浓度对氧化反应的影响

    将薄荷醇氧化为薄荷酮，次氯酸钠溶液的浓度对收率有很大的影响，浓度过低，如用ω(NaClO)=5%的次氯酸钠溶液，反应不能进行，但浓度过高会使生成的酮进一步发生开环氧化，同时也会发生羰基α位氢的氯代，从而使收率降低。从表1可知适合的浓度为ω(NaClO)=12.5%的次氯酸钠溶液。

  表 1 次氯酸钠浓度对收率的影响

    3.2 温度对氧化反应的影响

    此氧化反应为放热反应，控制的反应温度过低反应速度慢，而且反应不易进行彻底，温度太高容易使生成的酮进一步发生环氧化，从表2可知较为适合的温度范围为20～25℃。

 表 2  反应温度对收率的影响

    3.3 饱和食盐水的用量对薄荷酮收率的影响

    氧化反应结束后，加入饱和食盐水是为了降低薄荷酮在稀醋酸中的溶解度。如果加放的饱和食相加水的醋酸也被萃取进入醚层，在洗涤时ω(NaOH）=5%的氢氧化钠水溶液的用量增加，洗涤过程中薄荷酮又被带入水层，导致收率下降。如果加入量太多必然带来操作体积增加，从而增加设备投资操作费用。从表3可知较适合的饱和食盐水用理为ω（饱和食盐水）：ω（醋酸）=3：1。

    表 3 饱和食盐水的用量对收率的影响

    3.4 减压蒸馏中真空度对缩合反应收率的影响

    清凉剂MGK的沸点较高，高温下蒸馏时容易分解炭化，提高减压蒸馏的真空度有利于收率的提高，一般控制在266.6～533.2 Pa