2-(3-丙基苯氧基)丙酸及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 2-(3-丙基苯氧基)丙酸及其制备方法和应用 (2- (3-propylphenoxy) propionic acid and preparation method and application thereof ) 是由 郑建仙 周丹 于 2021-02-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了2-(3-丙基苯氧基)丙酸及其制备方法和应用。本发明的2-(3-丙基苯氧基)丙酸的结构式为：本发明的2-(3-丙基苯氧基)丙酸具有很好的甜味抑制效果,且其制备方法具有操作简单、反应时间较短、反应转化率高、产物纯度高等优点,便于进行大规模工业化生产。(The invention discloses 2- (3-propylphenoxy) propionic acid and a preparation method and application thereof. The structural formula of the 2- (3-propylphenoxy) propionic acid is as follows: the 2- (3-propylphenoxy) propionic acid has good sweet suppression effect, and the preparation method has the advantages of simple operation, short reaction time, high reaction conversion rate, high product purity and the like, and is convenient for large-scale industrial production.)
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及2-(3-丙基苯氧基)丙酸及其制备方法和应用。
背景技术
糖是人体必需的营养物质之一，是人类主要的供能物质。糖作为一种甜味剂，除了能给产品提供甜味外，还具有改善产品质地，为产品提供香味、色泽和润滑口感的作用。而且，糖也可以作为一种天然的粘着剂和防腐剂用于食品生产。在具体的食品生产过程中，要保证产品的质量，实现糖防腐、粘合定型、增色等作用，添加的糖就必须达到一定的量，但这往往又会带来食品过甜的问题。
目前，常通过在食品中添加甜味抑制剂来解决食品过甜的问题。甜味抑制剂能够有效抑制甜味，可以广泛应用在月饼馅料、糖果、巧克力、果酱、冰淇淋等高糖食品中，起到降低甜度、改良口感、提高品质、降低成本的作用。
因此，甜味抑制剂的应用前景十分广阔，有必要不断开发新的甜味抑制剂。
发明内容
本发明的目的在于提供2-(3-丙基苯氧基)丙酸及其制备方法和应用。
本发明所采取的技术方案是：
2-(3-丙基苯氧基)丙酸，其结构式为：
2-(3-丙基苯氧基)丙酸的制备方法包括以下步骤：
1)将3-丙基苯酚、2-氯丙酸和氢氧化钠分散在水中制成水相，再将相转移催化剂分散在有机溶剂中制成有机相，再将水相和有机相混合，进行Williamson反应；
2)将步骤1)得到的反应液的pH调节至1～2，静置，分离并收集有机相；
3)将步骤2)收集的有机相中的溶剂蒸发除去，再通过酸碱重结晶对蒸发得到的固体进行纯化，即得2-(3-丙基苯氧基)丙酸。
优选的，步骤1)所述3-丙基苯酚、2-氯丙酸、氢氧化钠、相转移催化剂的质量比为1:2～3:1.0～1.5:0.02～0.05。
优选的，步骤1)所述相转移催化剂为四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢铵、链状聚乙二醇二烷基醚、吡啶、三丁胺中的至少一种。
进一步优选的，步骤1)所述相转移催化剂为四丁基溴化铵。
优选的，步骤1)所述水相、有机相的体积比为1:0.8～1:1.2。
优选的，步骤1)所述有机溶剂为苯、乙醚、石油醚、丙酮、四氯化碳中的至少一种。
进一步优选的，步骤1)所述有机溶剂为苯。
优选的，步骤1)所述Williamson反应在40℃～60℃下进行，反应时间为3h～5h。
优选的，步骤2)采用质量分数10％～30％的HCl溶液将反应液的pH调节至1～2。
优选的，步骤3)所述酸碱重结晶的具体操作为：将蒸发得到的固体加入到NaOH溶液中进行溶解，并调节pH至9～10，再加入HCl溶液调节pH至1～2，静置，调节温度至0℃～5℃，再进行抽滤和干燥。
优选的，步骤3)所述酸碱重结晶的次数为2～4次。
本发明的有益效果是：本发明的2-(3-丙基苯氧基)丙酸具有很好的甜味抑制效果，且其制备方法具有操作简单、反应时间较短、反应转化率高、产物纯度高等优点，便于进行大规模工业化生产。
附图说明
图1为实施例1的2-(3-丙基苯氧基)丙酸的核磁共振氢谱图。
图2为实施例1的2-(3-丙基苯氧基)丙酸的红外光谱图。
图3为电子舌响应值-感官数值关系曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
2-(3-丙基苯氧基)丙酸，其制备方法包括以下步骤：
1)将20kg的3-丙基苯酚、50kg的2-氯丙酸和20kg的氢氧化钠分散在60kg的水中制成水相，再将0.4kg的四丁基溴化铵分散在150L的苯中制成有机相，再将水相和有机相混合加入反应釜，50℃反应3h；
2)将步骤1)得到的反应液的pH用质量分数20％的HCl溶液调节至2，静置，分离并收集有机相；
3)将步骤2)收集的有机相中的溶剂苯蒸发除去，再将蒸发得到的固体加入到质量分数30％的NaOH溶液中进行溶解，并调节pH至9，再滴加质量分数20％的HCl溶液调节pH至2，静置，调节温度至5℃，析出白色片状晶体，再进行抽滤和干燥，再重复酸碱重结晶操作2次，即得2-(3-丙基苯氧基)丙酸(收率5.7％，纯度99％)。
2-(3-丙基苯氧基)丙酸的核磁共振氢谱图如图1所示，红外光谱图如图2所示。
1H NMR(600MHz,Chloroform-d)：δ7.19(t,J＝7.9Hz,1H),6.83(ddt,J＝7.6,1.6,0.8Hz,1H),6.74(t,J＝2.0Hz,1H),6.70(dt,J＝8.2,1.7Hz,1H),4.84-4.74(m,1H),2.55(dd,J＝8.5,6.8Hz,2H),1.81-1.41(m,5H),0.92(t,J＝7.3Hz,3H)。
由图2可知：在3000cm-1左右的强宽峰和1716cm-1处的峰分别为羧基中O-H和C＝O的伸缩振动吸收，2910cm-1和3060cm-1处的峰分别为饱和C-H和苯环C-H的伸缩振动吸收，1250cm-1处的强吸收峰为醚中的C-O键的伸缩振动，877cm-1、753cm-1和700cm-1处的峰表明为苯环的间位取代。
综上可知：实施例1制备得到了预期的产物2-(3-丙基苯氧基)丙酸。
实施例2：
2-(3-丙基苯氧基)丙酸，其制备方法包括以下步骤：
1)将10kg的3-丙基苯酚、21kg的2-氯丙酸和14kg的氢氧化钠分散在13kg的水中制成水相，再将0.3kg的四丁基溴化铵分散在40L的苯中制成有机相，再将水相和有机相混合加入反应釜，60℃反应3.5h；
2)将步骤1)得到的反应液的pH用质量分数20％的HCl溶液调节至2，静置，分离并收集有机相；
3)将步骤2)收集的有机相中的溶剂苯蒸发除去，再将蒸发得到的固体加入到质量分数30％的NaOH溶液中进行溶解，并调节pH至9，再滴加质量分数20％的HCl溶液调节pH至2，静置，调节温度至3℃，析出白色片状晶体，再进行抽滤和干燥，再重复酸碱重结晶操作2次，即得2-(3-丙基苯氧基)丙酸(收率5.4％，纯度99％)。
实施例3：
2-(3-丙基苯氧基)丙酸，其制备方法包括以下步骤：
1)将8kg的3-丙基苯酚、20kg的2-氯丙酸和12kg的氢氧化钠分散在30kg的水中制成水相，再将0.24kg的四丁基溴化铵分散在70L的苯中制成有机相，再将水相和有机相混合加入反应釜，60℃反应5h；
2)将步骤1)得到的反应液的pH用质量分数20％的HCl溶液调节至2，静置，分离并收集有机相；
3)将步骤2)收集的有机相中的溶剂苯蒸发除去，再将蒸发得到的固体加入到质量分数30％的NaOH溶液中进行溶解，并调节pH至9，再滴加质量分数20％的HCl溶液调节pH至2，静置，调节温度至0℃，析出白色片状晶体，再进行抽滤和干燥，再重复酸碱重结晶操作1次，即得2-(3-丙基苯氧基)丙酸(收率5.3％，纯度99％)。
性能测试：
2-(3-丙基苯氧基)丙酸的甜味抑制实验：
口尝法测定蔗糖甜度：
进行感官品尝时，将甜味分为5个等级，这5个等级分别对应不同浓度的蔗糖溶液所代表的甜度，具体见表1：
表1不同甜度等级的蔗糖溶液浓度
选取20名健康志愿者(男9名，女11名)作为受试者进行甜度标定，分别取20mL各个等级的参比溶液于口尝杯中，由志愿者含于口中，计时15s，此间口腔做漱口动作，以使舌尖的甜味感受区能够感受蔗糖溶液的甜味，并告知志愿者该参比溶液的甜度分级和具体甜度值，吐出，漱口5次，至口腔内无甜味，15min后测定另一浓度的参比溶液。
待志愿者口感评价被“标化”后进行表2所示浓度的蔗糖溶液甜度的口感评价，操作同上，受试者根据自己的口尝感受，结合之前的参比液中的等级，确定某样品所在的甜度级别，并给予具体的甜度值，记录于甜味等级评价表中，漱口，至口腔内无甜味，15min后测定另一样品。
表2口感评价测试点的浓度
电子舌法测定蔗糖甜度：
取表2浓度配置好的蔗糖溶液，使用甜味传感器进行测定，取同一浓度样品20mL置于电子舌专用测量杯内，并将其置于电子舌自动进样盘上，设置样品测定顺序，即对同一样品连续测定5次，选择5次测定结果中的后4次结果取平均值。
将口尝法和电子舌法测定的数据进行拟合，拟合曲线如图3所示。
由图3可知：随着蔗糖浓度的增长，甜度以及电子舌的响应值都逐步增长，其拟合曲线也呈现一个正相关的趋势，且R2达到了0.99，证明电子舌能够有效地反映甜味变化。
2-(3-丙基苯氧基)丙酸抑制甜味效果测定：
在质量分数25％的蔗糖溶液中添加的2-(3-丙基苯氧基)丙酸，使用电子舌的甜味传感器进行甜度测定，取上述样品20mL置于电子舌专用测量杯内，并将其置于电子舌自动进样盘上，设置样品测定顺序，即对同一样品连续测定5次，选择5次测定结果中的后4次结果取平均值，测试结果如表3所示。
由于电子舌测定甜味响应值和口感评价的结果显示显著的相关性，因此使用电子舌的响应值对物质甜味抑制效果进行评估。抑制剂的抑制率为△r，对于同种浓度的甜味剂，本身的电子舌响应值即该甜味剂与纯水之间的差距为I0，加入甜味抑制剂后的甜味剂电子舌响应值为I，抑制率计算公式为：△r＝(I0-I)/I0。
表3 2-(3-丙基苯氧基)丙酸对于蔗糖溶液的抑制率
由表3可知：2-(3-丙基苯氧基)丙酸具有很好的甜味抑制效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。