一种呋喃酮的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种呋喃酮的合成方法，以L‑赖氨酸盐酸盐为催化剂，与以L‑赖氨酸为催化剂相比，大大降低了反应原料成本；通过进一步优化L‑赖氨酸盐酸盐和L‑鼠李糖的摩尔比、反应温度和反应时间，大大提高了呋喃酮的收率，可达51％以上，有利于呋喃酮的工业化生产；该合成方法还包括如下对反应液中的呋喃酮和L‑赖氨酸盐酸盐进行分离纯化处理的步骤，通过优化大孔树脂的型号、浓缩液的浓度、浓缩液与大孔树脂柱的体积比和梯度洗脱的浓度，一方面，进一步通过重结晶即可得到纯度≥95％的呋喃酮，另一方面，进一步通过浓缩即可回收L‑赖氨酸盐酸盐，从而在反应中循环使用。

Synthesis method of furan ketone

The invention relates to a synthesis method of furanone L lysine hydrochloride as the catalyst, and the L lysine as catalyst compared, greatly reduces the cost of raw materials by reaction; molar ratio, further optimization of L lysine hydrochloride and L udp-l-rhamnose the reaction temperature and reaction time, greatly improve the furanone yield can reach more than 51%, being conducive to industrial production of Furaneol; the method also comprises the following to the reaction mixture of Furaneol and L lysine hydrochloride was separated and purified by optimizing the processing steps, the type of macroporous resin, concentrated liquid concentration, concentrated liquid and macroporous resin the column volume ratio and gradient elution concentration, on the one hand, the purity more than 95% furanone obtained by recrystallization can, on the other hand, through further concentration can be recovered L lysine hydrochloride Salt, which is recycled in the reaction.

【技术实现步骤摘要】
一种呋喃酮的合成方法
本专利技术属于有机化学领域，具体涉及一种呋喃酮的合成方法。
技术介绍
呋喃酮(4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮)微量存在于食品、烟草、饮料中，香味阀值为0.04ppb就具有明显的增香修饰效果，因而广泛用作食品、烟草、饮料的增香剂。虽然呋喃酮广泛存在于天然产物中，但由于其含量很低，不能满足日常所需，现在食品行业所用的呋喃酮多为化学合成品。有文献报道，呋喃酮可以按照方法进行合成：以果糖或D-葡萄糖为原料，在赖氨酸或者脯氨酸的催化下，在NaH2PO4和NaOH介质中发生Maillard反应，反应液先以丙二醇萃取，然后进行重结晶结晶，可得到呋喃酮。然而，一方面，上述合成方法由于使用赖氨酸作催化剂，使得反应原料成本较高；另一方面，该合成方法所用的催化剂赖氨酸不能被回收和循环使用，造成了资源浪费和环境污染等问题。因此，研究新型的反应原料成本较低、反应条件较温和、反应收率较高、催化剂可以被回收和循环使用的呋喃酮的合成方法具有重要的意义。
技术实现思路
为此，本专利技术提出一种反应原料成本较低、反应条件较温和、反应收率较高、催化剂可以被回收和循环使用的呋喃酮的合成方法。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供一种呋喃酮的合成方法，包括如下步骤：(1)取0.9～1.1重量份浓度为0.18～0.22mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.18～0.22摩尔份L-鼠李糖和0.36～0.44摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.0～7.0，在105-140℃下反应25-50min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液；所述摩尔份与重量份的关系为mol/kg。优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，包括如下步骤：(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.2～0.4摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在110-135℃下反应30-45min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，包括如下步骤：(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.2摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在110℃下反应45min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液；或者(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.4摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在120℃下反应30min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液；或者(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.2摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在130℃下反应30min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液；或者(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.2摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在125℃下反应30min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液；或者(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.2摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在135℃下反应30min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，所述步骤(2)中，用NaOH或NaOH水溶液调节pH值。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，还包括如下对呋喃酮反应液中的呋喃酮和L-赖氨酸盐酸盐进行分离纯化处理的步骤：将所述呋喃酮反应液，经大孔树脂柱层析纯化，以水为流动相A、以乙醇为流动相B，进行梯度洗脱。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，所述大孔树脂选自D101、XAD1600、LX-2000或者LX-9。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，所述大孔树脂柱的直径为8cm，体积为3.5L。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，梯度洗脱的流速为3BV/h。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，在所述大孔树脂柱层析纯化的步骤前，还包括将所述呋喃酮反应液浓缩为10～35mg/mL的浓缩液的步骤。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，所述浓缩液与所述大孔树脂柱的体积比为(1～5)：(1～7)。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，所述浓缩液与所述大孔树脂柱的体积比为1：1、5：7、4：7或者3：7。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，还包括如下对呋喃酮反应液中的呋喃酮和L-赖氨酸盐酸盐进行分离纯化处理的步骤：将所述呋喃酮反应液浓缩为15.6mg/mL的浓缩液，经D101大孔树脂柱层析纯化，所述浓缩液与所述大孔树脂柱的体积比为1：1，以水为流动相A、以乙醇为流动相B，按照如下程序进行梯度洗脱：先用A：B体积比为100％：0％的流动相洗脱3BV，再用A：B体积比为78％：22％的流动相洗脱6BV，最后用A：B体积比为5％：95％的流动相洗脱2BV；或者将所述呋喃酮反应液浓缩为20mg/mL的浓缩液，经XAD1600大孔树脂柱层析纯化，所述浓缩液与所述大孔树脂柱的体积比为5：7，以水为流动相A、以乙醇为流动相B，按照如下程序进行梯度洗脱：先用A：B体积比为100％：0％的流动相洗脱3BV，再用A：B体积比为83％：17％的流动相洗脱5BV，最后用A：B体积比为5％：95％的流动相洗脱3BV；或者将所述呋喃酮反应液浓缩为25mg/mL的浓缩液，经LX-2000大孔树脂柱层析纯化，所述浓缩液与所述大孔树脂柱的体积比为4：7，以水为流动相A、以乙醇为流动相B，按照如下程序进行梯度洗脱：先用A：B体积比为100％：0％的流动相洗脱3BV，再用A：B体积比为65％：35％的流动相洗脱4BV，最后用A：B体积比为5％：95％的流动相洗脱3BV；或者将所述呋喃酮反应液浓缩为30mg/mL的浓缩液，经LX-9大孔树脂柱层析纯化，所述浓缩液与所述大孔树脂柱的体积比为3：7，以水为流动相A、以乙醇为流动相B，按照如下程序进行梯度洗脱：先用A：B体积比为100％：0％的流动相洗脱3BV，再用A：B体积比为92％：8％的流动相洗脱4BV，最后用A：B体积比为5％：95％的流动相洗脱2BV。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，还包括如下步骤：收集呋喃酮含量>80％的洗脱液，浓缩至比重为1.2～1.3，冷却至室温，静置24小时结晶，所得晶体即为呋喃酮。进一步优选地，本专利技术上述呋喃酮的合成方法，还包括如下回收L-赖氨酸盐酸盐的步骤：收集L-赖氨酸盐酸盐含量>80％的洗脱液，浓缩至浓度＞0.4mol/kg。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本专利技术呋喃酮的合成方法，以L-赖氨酸盐酸盐为催化剂，与以L-赖氨酸为催化剂相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呋喃酮的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取0.9～1.1重量份浓度为0.18～0.22mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.18～0.22摩尔份L‑鼠李糖和0.36～0.44摩尔份L‑赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.0～7.0，在105‑140℃下反应25‑50min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液；所述摩尔份与重量份的关系为mol/kg。

【技术特征摘要】
1.一种呋喃酮的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取0.9～1.1重量份浓度为0.18～0.22mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.18～0.22摩尔份L-鼠李糖和0.36～0.44摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.0～7.0，在105-140℃下反应25-50min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液；所述摩尔份与重量份的关系为mol/kg。2.根据权利要求1所述的呋喃酮的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.2～0.4摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在110-135℃下反应30-45min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液。3.根据权利要求1或2所述的呋喃酮的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.2摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在110℃下反应45min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液；或者(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.4摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在120℃下反应30min，冷却至室温，即得呋喃酮反应液；或者(1)取1重量份浓度为0.2mol/kg的NaH2PO4水溶液，备用；(2)搅拌下，将0.2摩尔份L-鼠李糖和0.2摩尔份L-赖氨酸盐酸盐加入至NaH2PO4水溶液中，然后调节pH值至6.5，在1...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏增华，徐洁，
申请(专利权)人：苏州禾研生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32