Ванилин — описание, состав, калорийность и пищевая ценность

Калорийность Ванилин.

Химический состав и пищевая ценность.

Пищевая ценность на 100 г

Перейти в дневник питания

Витамины и минералы

Большинство продуктов не может содержать полный набор витаминов и минералов. Поэтому важно употреблять в пищу разннообразные продукты, чтобы восполнять потребности организма в витаминах и минералах.

Узнать содержание витаминов и минералов в своём меню

Cоотношение белков, жиров и углеводов:

Узнать свой энергетический баланс за целый день

Зная вклад белков, жиров и углеводов в калорийность можно понять, насколько продукт или рацион соответсвует нормам здорового питания или требованиям определённой диеты. Например, Министерство здравоохранения США и России рекомендуют 10-12% калорий получать из белков, 30% из жиров и 58-60% из углеводов. Диета Аткинса рекомендует низкое употребление углеводов, хотя другие диеты фокусируются на низком потреблении жиров.

Рассчитать свои нормы

Если энергии расходуется больше, чем поступает, то организм начинает тратить запасы жира, и масса тела уменьшается.

Получить рекомендации

Получите дополнительную информацию и осуществите задуманное, изучив наш бесплатный интерактивный курс.

Изучить интерактивный курс по похудению

Попробуйте заполнить дневник питания прямо сейчас без регистрации.

Заполнить дневник питания

Узнайте свой дополнительный расход калорий на тренировки и получите уточнённые рекомендации абсолютно бесплатно.

Заполнить дневник тренировок

Срок достижения цели

Ванилин — Американское химическое общество

• Вы здесь:

• СКУД

• Молекула недели

• Молекула недели Архив

• Архив — В

• Ванилин

Молекула недели Архив

12 сентября 2016 г.

Предыдущий

Далее

Меня называют «простым», но я немного сложноват.
Какая я молекула?

Ванилин, как следует из названия, является основным компонентом вкуса ванили. Три атома кислорода в этом небольшом ароматическом соединении находятся в разных функциональных группах: спиртовой, альдегидной и эфирной. Это белое кристаллическое твердое вещество с температурой плавления 81–83 ºC.

Ацтеки использовали ваниль для ароматизации шоколада еще в 16 веке, но ванилин не был выделен до 1858 года, когда французский биохимик Николя-Теодор Гобли кристаллизовал его из экстракта ванили. В 1874 году немецкие ученые Фердинанд Тиманн и Вильгельм Хаарманн определили его структуру и синтезировали из кониферина, компонента сосновой коры.

Заглянем в сегодняшний день: почти весь ванилин, используемый в пищевых продуктах, производится, в основном, из нефтехимического сырья. Но пищевая промышленность стремится маркировать все больше и больше продуктов как полностью состоящих из «натуральных» ингредиентов. Эта тенденция заставляет сельскохозяйственную промышленность генетически модифицировать растения для производства большего количества ванилина. Чтобы узнать, как они это делают, см. статью Мелоди Бомгарднер на обложке в выпуске C&EN от 12 сентября.

Обновление MOTW:

25 мая 2020 г.

Ванилин  – это, конечно же, основной вкусовой компонент ванили. Большая часть ванилина производится из нефтехимических прекурсоров, но теперь производители ищут более устойчивые источники. Зигфрид Р. Вальдвогель и его коллеги из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (Германия) сообщают, что с помощью электрохимической реакции они могут производить ванилин и другие полезные соединения из лигнина, побочного продукта бумажной массы.

Узнайте больше об этой молекуле из CAS, самого авторитетного и всеобъемлющего источника химической информации.

Молекула недели нуждается в ваших предложениях!

Если вашей любимой молекулы нет в нашем архиве, отправьте нам сообщение. Молекула может быть примечательна своим текущим или историческим значением или по какой-либо причудливой причине. Спасибо!

Оставайтесь на шаг впереди химии

Узнайте, как ACS может помочь вам оставаться впереди в мире химии.

Узнайте больше

Физико-химические свойства, производство и применение

Поделись этим:

Фейсбук
Логотип Facebook

Твиттер
Логотип Твиттера

Реддит
Логотип Reddit

LinkedIn
Логотип LinkedIn

WhatsApp
Логотип WhatsApp

Ванилин (4-гидрокси-3-метоксибензальдегид) является важным ароматизатором, который в основном используется в напитках, фармацевтической промышленности, пищевых продуктах и ​​т. д. В природе присутствует в виде глюкозида ванилина в стручках ванили и используется в качестве промежуточного продукта в синтезе некоторых лекарств. . Ванилин обладает противомикробными и антиоксидантными свойствами.

В прошлом производство ванилина было очень дорогим и длительным процессом. Ванилин получали окислением лигнина, феруловой кислотой или другими путями. Описано химическое производство ванилина различными способами.

Метод, используемый в этом исследовании, отличается высокой селективностью в окислении производных миндальной кислоты и в O-метилировании протокатехальдегида. Исходным материалом здесь был катехол, и в настоящее время этот метод используется для промышленного производства ванилина. Используемый метод был утомительным, но производил ванилин с хорошим выходом.

Анализ полученного ванилина проводили методами тонкослойной хроматографии и инфракрасной спектроскопии. Сравнивали инфракрасный спектр полученного продукта и эталонный спектр ванилина. Сходство температур плавления полученного продукта и ванилина из литературы показывает, что полученный продукт может быть подтвержден как ванилин.

Введение

Ванилин (4-гидрокси-3-метоксибанзальдегид) является основной частью натуральной ванили. Это основной ароматизатор, широко используемый в пищевых и молочных продуктах, напитках, фармацевтической промышленности и т. д. Это органическое ароматическое соединение, содержащее три функциональные группы (альдегид, фенол и эфир). Ванилин получают из бобов или стручков ванили (Vanilla planifolia). Его происхождение происходит из субтропических лесов Мексики и Центральной Америки. Цивилизации майя и ацтеков первыми открыли свойства ванили. Впервые он был извлечен Николасом Теодором Гобли в 1858 году.

Vanilla Planifolia Стручки ванили Ванильные бобы

В свежесобранных стручках ванили ванилин связывается с β-D-гликозидом.

В настоящее время ванилин используется для приготовления многих фармацевтических препаратов, таких как папаверин, леводопа, левометилдопа и антимикробного средства триметоприм, а также для производства гербицидов и пеногасителей. Ванилин также обладает антиоксидантными и противоопухолевыми свойствами. Благодаря своим ароматическим свойствам он широко используется в освежителях воздуха, парфюмерии, благовониях и свечах.1

Ванилин извлекают из стручков ванили, но из-за его низкого природного производства и высокого спроса его получают различными синтетическими методами, такими как химический синтез, ферментативный синтез и т. д.1

Физико-химические свойства ванилина:

Ванилин представляет собой белый кристаллический порошок с температурой плавления около 820°С. Чистота обычно составляет более 99,0% масс./масс. в пересчете на сухую основу. Ванилин имеет характерный приятный запах и вкус, за что широко используется в мире. Температура кипения ванилина составляет около 154°С, а температура его сублимации, как сообщается, составляет 700°С. Ванилин начинает разлагаться при 1600С. Ванилин имеет давление паров 0,0022 гПа при 250°С и 0,0017 гПа при 650°С, а насыщенный воздух имеет концентрацию 0,00029% при 250°С, что соответствует 18,0 мг/м3. Плотность паров ванилина составляет 5,3 при 250°С. Его кажущийся удельный вес составляет 0,6 кг/дм3. Сообщается, что удельный вес ванилина составляет 1056 кг/м3 при 200°С. Ванилин растворим в воде, и его растворимость увеличивается с повышением температуры. Сообщается, что его растворимость в воде при 25°C составляет 10 г/л. Сообщалось, что ванилин хорошо растворяется в спирте (этаноле). Также ванилин проявляет небольшую растворимость в этиловом ацетоне, метаноле и диэтиловом эфире. Было обнаружено, что коэффициент распределения октанол/вода составляет 1,21, что указывает на то, что биоаккумуляция ванилина маловероятна. рН ванилина в воде составляет 4,3. Фенольная группа ванилина имеет значение pKa 7,38. С увеличением рН молекула теряет протон, становится отрицательно заряженной и более растворимой в воде. Ванилин растворяется в разбавленных растворах гидроксидов щелочных металлов.16

Получите помощь в написании эссе

Если вам нужна помощь в написании эссе, наша профессиональная служба написания эссе всегда готова помочь!

Служба написания эссе

Производство ванилина:

Производство ванилина — очень долгий и дорогой процесс, который также включает большое количество этапов. Опыление цветов приходится проводить вручную, так как естественных опылителей не хватает. Цветы должны быть опылены в течение 24 часов, чтобы дать плоды. Бобам ванили требуется 10-12 месяцев для созревания с момента опыления. Созревшие стручки ванили имеют желтовато-зеленый цвет и горьковатый вкус. Созревшие бобы не имеют характерного ванильного вкуса, который проявляется только при выдержке, состоящей из трех этапов.

1) Убой, зеленую фасоль обрабатывают различными способами, такими как ошпаривание горячей водой, воздействие солнца, вяление в духовке, рубцевание, обработка газообразным этиленом или замораживание для нарушения целостности тканей. Второй способ самый дешевый, но и самый трудоемкий. На этом этапе ткани полностью теряют свою целостность, но все еще содержат большое количество влаги, которая должна быть удалена в процессе потоотделения. Этот этап протекает в течение 7-10 дней, при этом влажность фасоли снижается до 60-70 %. После потери влаги бобы приобретают темно-коричневый цвет и начинают приобретать характерный ванильный вкус. Чтобы уменьшить микробиологическую порчу и сконцентрировать вкус, содержание влаги было дополнительно снижено до 25-30 %. После этого этапа бобы хранятся в закрытых емкостях для достижения максимального содержания вкуса, а затем их кондиционирование осуществляется либо путем обработки горячей водой, либо путем сушки на солнце5.

2) Процесс отверждения и сушки вместе требует 4-5 месяцев. Стручки вяленой фасоли могут быть покрыты крошечными кристаллами ванилина. Это покрытие известно как givre, что иногда используется в качестве критерия для оценки качества.6

3) В процессе ферментации ванилин высвобождается из нелетучего глюкозида под действием α-глюкозидазы ванили на глюкозид ванилина. С6) соединения [в основном п-гидроксибензальдегид (8,6%), ванилиновая кислота (4,3%), п-гидроксибензилметиловый эфир (0,9%)] также присутствуют, что придает уникальный вкус натуральной ванили.7,8,9

Однако было также обнаружено, что ванилин присутствует в следовых количествах в таких растениях, как табак, фрукты и фруктовые продукты, такие как апельсин, грейпфрут и мандарин. В манго ванилин присутствует как в виде «свободного ванилина», так и в виде «ванилилглюкозида». Также сообщается, что он присутствует в соке бузины, чернике, апельсиновом соке, клубнике, соке маракуйи, пиявках и вине. Он также был обнаружен в различных пищевых продуктах, таких как попкорн, экструдированная овсяная мука, бренди из яблочного сидра, коммерческие жидкие ароматизаторы дыма, грибы и шоколад.3, 10

Ванилин добавляют в пищевых продуктах в концентрациях от 1 до 26 миллимолей в зависимости от природы продукта. Низкий порог вкуса ванилина составляет 20 мкг/л в воде при 20 °C.11 Несмотря на то, что ежегодно производится более 12 000 тонн ванилина, только 1% его поступает из природных источников, а остальное синтезируется путем химического синтеза.12 Более того , высокий спрос на ванилин и тот факт, что ванилин, полученный из растений, относительно дорог (1200–1400 долларов США за килограмм по сравнению с синтетическим продуктом, который стоит менее 15 долларов США за килограмм) из-за таких причин, как низкая доступность стручков ванили, колебания, связанные с климатом. урожая, трудоемкой культивации, опыления, сбора и пролечки стручков.13

Эти причины привели к изучению других биотехнологических путей, таких как микробное производство из фенольных стильбенов, лигнина, эвгенола и феруловой кислоты.8, 11 Ванилин можно получить в результате химического синтеза, биотрансформации или разложения отработанных сульфитных растворов. 11

Что такое экстракт ванили?

Он полон вкусовых и пахучих принципов созревших стручков и является одним из наиболее часто используемых вкусовых ароматов. Аромат ванильных стручков развивается в процессе ферментации после сбора. В результате разрыва гликозидных связей выделяются ванилинароматические кислоты, альдегиды и спирты. Эссенции готовят путем прямой экстракции стручков водным этанолом или путем разбавления концентрированного экстракта.

Высокая стоимость и спрос на экстракт ванили приводят к фальсификации и смешиванию. Экстракты фальсифицируют добавлением ароматизаторов, таких как натуральный ванилин, полученный из лигнина, или более вкусный этилванилин. Иногда добавляли кумарин. Поэтому важно контролировать качество экстрактов ванилина, чтобы объявить их подлинными. Для аутентификации экстрактов ванилина используется несколько методов, таких как методы AOAC, в которых применяются методы ГХ, ТСХ и ПК. Но некоторые из этих методов требуют много времени и труда. Поскольку природный ванилин содержит больше дейтерия и углерода-13 по сравнению с синтетическим ванилином, одним из способов может быть определение соотношения стабильных изотопов ванилина с помощью масс-спектроскопии. Одним из альтернативных методов для этого является определение соотношения стабильных изотопов других соединений (4-гидроксибензальдегид, 4-гидроксибензойная кислота) или измерение соотношения природных изотопов дейтерия/водорода в конкретном месте с помощью ядерного магнитного резонанса (SNIF-ЯМР).

Поскольку экстракт ванили очень сложен по своему составу, анализ компонентов, присутствующих в подлинном экстракте ванили в определенных концентрациях, является еще одним способом охарактеризовать экстракт ванили. Для разделения экстрактов ванили используются различные хроматографические методы, такие как газовая хроматография, газожидкостная хроматография и высокоэффективная жидкостная хроматография14.

Общий метод выделения ванилина из экстракта:

Экстракт ванили, содержащий примерно 0,1 г ванилина, разбавляли водой или метанолом/водой (1:1 по объему) в зависимости от содержания спирта и сахара соответственно. Затем его трижды экстрагируют 25 мл диэтилового эфира. Объединенные органические экстракты концентрировали на ротационном испарителе до вязкой жидкости. Остаток растворяли в этаноле и разбавляли водой до содержания спирта менее 30%. Измеренный конечный объем составил 7 мл. Раствор очищали фильтрованием через бумажный фильтр.15

Химические методы синтеза ванилина

В 1876 г. был использован метод Реймера-Тимана для экстракции ванилина из гваякола щелочным раствором хлороформа1.

В начале 20-го века химики нашли еще один источник ванилина — лигнин, а после 1920-х годов большая часть ванилина была получена из отходов лигнина.

Классический метод производства ванилина заключается в изомеризации эвгенола в изоэвгинол и окислении изоэвгинола в ванилин.1

Молекулярная формула ванилина C8H8O3 и молекулярная масса 152,1 г/моль с функциональными группами, такими как эфир, альдегид и фенол. Ванилин белого до слегка желтоватого цвета в виде кристаллического порошка или игл, мало растворим в воде, легко растворим в спирте. Он имеет температуру плавления 81-84°C2 и температуру кипения 285°C, а его плотность составляет 1,056 г/см3.2.

Но сегодня ванилин синтезируют реакцией гваякола с глиоксиловой кислотой с получением катехола, а затем ванилина. Вот как мы производим много ванилина сегодня.1

В лабораториях ванилин производят из 4-гидроксибензальдегида.1

Метод биосинтеза для производства натурального ванилина:

Для биосинтеза природного ванилина было предложено несколько биосинтетических путей. В 1965 году Зенк предложил первый путь биосинтеза. Он предложил путь биосинтеза, в котором ванилин был получен из феруловой кислоты. На этом пути Зенк описал, что сначала β-окисление феруловой кислоты приводит к образованию ваниллоил-КоА, который затем восстанавливается до ванилина или, альтернативно, может быть деацилирован до ванилиновой кислоты.

Получение ванилина из феруловой кислоты по Zenk.

Второй путь биосинтеза был предложен Функом и Броделиусом в 1990 и 1992 годах на основании результатов введения радиоактивно меченых соединений в культуры тканей ванили. Они предложили очень сложный процесс, в котором кофейная кислота сначала метилируется в 4-м положении до изоферуловой кислоты, которая затем метилируется в 3-м положении с образованием 3,4-диметоксикоричной кислоты. Затем он был деметилирован в 4-м положении. После чего глюкозилирование приводит к образованию ванилиновой кислоты, которая затем восстанавливается с образованием ванилина.3, 5

Образование ванилиновой кислоты из изоферуловой кислоты

Kanisawa et al. в 1994 г. предложил очень сложный метод, основанный на измерении уровней простых фенольных соединений и их глюкозидов во время развития стручков ванили. 5

Ванилин производства Kanisawa et al.

Очень интересный механизм образования ванилина был выведен Overhage et al. в 1999 г. На этом пути он описал образование феруловой кислоты из эвгенола и образование ванилина из феруловой кислоты.3, 5

Ванилин Производство Overhage et al.

Биотехнологические методы получения ванилина

Ферментативные методы:

Ванилин можно получить из стручков ванили с помощью препаратов, содержащих β-глюкозидазу, способствующую высвобождению ванилина из стручков. Этот метод можно использовать в качестве альтернативы обычному отверждению. Ферменты также можно использовать для получения ванилина из другого растительного материала путем биотрансформации. Например: липоксигеназа сои производит ванилин из сложных эфиров кониферилового спирта. Ван ден Хевел и др. использовали Penicillium flavoenzyme для получения ванилина путем биотрансформации ваниллиламина и крезола.

Культура клеток или тканей:

Этот метод использовался в течение многих лет для производства ванилина. Преимущество этого метода заключается в том, что при производстве ванилина можно получить некоторые из различных соединений, которые присутствуют в стручках ванили. Например: клетки ванили и органы и клетки Capsicum frutescens были успешно культивированы, и было обнаружено, что они накапливают ванилин и другие метаболиты. Но недостатком является то, что производство ванилина при этих технологиях всегда низкое. Были предприняты некоторые меры для увеличения выхода ванилина по этим путям. Например, кормление предполагаемых предшественников, использование гормонов или элиситоров, использование адсорбента, такого как древесный уголь, и корректировка условий выращивания в окружающей среде. Но ни одна из этих мер не позволила получить ванилин с хорошим выходом.7,

Генная инженерия для ванилина в растениях:

С помощью генной инженерии Броделиус и Сюэ предложили новый способ получения ванилина из растений. Они предложили ввести фермент или путь для получения ванилина из основного промежуточного продукта растительного фенилпропаноидного пути. Выделение фермента HCHL (4-гидроксициннамоил-КоА-гидратаза/лиаза) открыло некоторые возможности для производства ванилина. Например: ферулоил-КоА, который является промежуточным продуктом монолигнолового пути растений, может быть преобразован в ванилин и ацетил-КоА за одну стадию. Любой ванилин, полученный с помощью генетической модификации, не будет находиться в свободном состоянии, а будет преобразован в его β-D-глюкозид. Однако после образования ванилина будет очень трудно предотвратить его окисление и восстановление. Это требует подавления активности ферментов, ответственных за это, которые должны быть идентифицированы и выделены их гены. Возможно, что ферменты будут выполнять некоторые другие жизненно важные функции, которые будут мешать производству ванилина.7

Фармакокинетика ванилина:

Ванилин можно вводить перорально или подкожно, внутрибрюшинно и внутривенно. Метаболизм ванилина дает в основном ванилиновую кислоту и конъюгаты глюкуронида и сульфата, которые выводятся с мочой вместе с другими метаболитами. 94% пероральной дозы 100 мг/кг ванилина выводится в виде метаболитов с мочой и неизмененного ванилина в течение 48 часов после лечения.

Всасывание: Данные всасывания ванилина у людей отсутствуют. Острая токсичность ванилина у животных при пероральном, внутрибрюшинном, подкожном и внутривенном введении указывает на то, что он всасывается этими путями. Системные эффекты, наблюдаемые у животных после перорального субхронического лечения ванилином, также указывают на то, что происходит абсорбция через желудочно-кишечный тракт.

Распространение: Информация о распространении ванилина не найдена.

Метаболизм: Метаболизм ванилина у человека дает ванилиновую кислоту. 100 мг/кг ванилина, введенного крысам, дают в основном глюкуронидные и сульфатные конъюгаты в моче в течение 24 часов после обработки, через 48 часов приходится 94 % дозы ванилина: 7 % в виде ванилина, 19 % в виде ванилинового спирта, 47 % в виде ванилиновой кислоты. , 19% в виде ваниллоилглицина, 8% в виде катехола, 2% в виде 4-метилкатехина, 0,5% в виде гваякола и 0,6% в виде 4-метилгваякола. Ванилин, вводимый крысам внутрибрюшинно, приводил к образованию нескольких метаболитов с мочой, состоящих в основном из ванилиновой кислоты как в свободной, так и в конъюгированной формах, а также в меньших количествах конъюгированного ванилина, конъюгированного ванилилового спирта и катехола.

Выведение: Ванилин, вводимый крысам перорально или внутрибрюшинно, выделяет ванилин или его метаболиты с мочой. 94% пероральной дозы 100 мг/кг выводилось в виде метаболитов с мочой и неизмененного ванилина в течение 48 часов после лечения.17

Применение ванилина

Ванилин используется в качестве ароматизатора в пищевой промышленности, обычно в производстве шоколада и мороженого. 75% произведенного ванилина используется в этих двух отраслях производства шоколада и мороженого, а остальные 25% используются в кондитерской и хлебопекарной промышленности.18 Также было обнаружено, что ванилин сохраняет продукты питания, поскольку обладает антиоксидантными и антибактериальными свойствами. Исследования также показывают, что крупный рогатый скот, который ест корм со вкусом ванили, набирает больше веса, потому что ест больше.18

Ванилин как промежуточный продукт в синтезе различных лекарств, таких как леводопа, L-метилдофа, триметоприм и т. д.18

Леводопа

L-метилдопа

Триметогеприм

Леводопа в основном используется для лечения болезни Паркинсона, медленно прогрессирующего заболевания, которое изменяет клетки существенного черного. Эти клетки производят химическое вещество под названием дофамин. Дофамин дается пациенту в форме леводопы, потому что дофамин не способен преодолевать гематоэнцефалический барьер.18

L-метилдопа используется при лечении гипертонии и обладает сосудорасширяющим действием.18

Триметоприм — это антибиотик, относящийся к классу химиотерапевтических средств, который в основном используется для лечения инфекций мочевыводящих путей.18

Антиканцерогенные свойства

Карран и Дюран провели исследования, доказывающие, что ванилин обладает антиканцерогенным действием. Эти исследования доказывают, что ванилин принадлежит к семейству ингибиторов ДНК-ПК.19

Антикластонегические свойства

Исследования, проведенные Keshava et al., показывают, что ванилин обладает способностью уменьшать хромосомные повреждения, вызванные рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами.20

Антимикробные свойства

Другое исследование, проведенное Fitzgerald et al., подтверждает сильные антимикробные свойства ванилина. Было обнаружено, что во время ферментации ванилин биоконвертируется в ванилиновый спирт и ванилиновую кислоту, но оказалось, что ни один из этих метаболитов не препятствует росту дрожжей.21

Противоопухолевые свойства

Противоопухолевые свойства ванилина доказаны исследованием, проведенным Lirdprapamongko et al. на мышиной модели, которое показывает, что ванилин является новым ингибитором ферментов класса 1 P13K, присутствие альдегидной группы в структуре ванилина важно для ингибирование. Ванилин также подавляет миграцию раковых клеток, индуцированную HGF, и снижает ангиогенез in vivo. 22, 23

Пролекарство ванилина (MX-1520)

В статье Zhang et al., опубликованной в The British Journal of Hematology, показано, что успешно получено пролекарство ванилина, которое уменьшает серповидность эритроцитов у крыс с серповидноклеточной мутацией. Ванилин связывается с серповидным гемоглобином и ингибирует серповидность клеток in vitro, но в случае in vivo ванилин разлагается в пищеварительном тракте, прежде чем становится функциональным в организме. Чтобы предотвратить эту деградацию, MX-1520 был приготовлен как пролекарство ванилина, биодоступность которого в 30 раз выше, чем у ванилина.24

Синтез

Ванилин можно синтезировать различными способами. В этом проекте ванилин был синтезирован путем высокоселективного окисления производных миндальной кислоты и O-метилирования протокатехальдегида.25

Используемые химические вещества: катехин, оксид алюминия, глиоксиловая кислота, растворы гидроксида натрия, этилацетат, дигидрат хлорида меди, дихлорметан, диэтиловый эфир, хлороформ, метанол, соляная кислота и сульфат натрия.

Инструменты и стеклянная посуда: химические стаканы, конические колбы, пипетки, мерный цилиндр, часовое стекло, делительные воронки, магнитная мешалка, масляная баня и термометр.

Реакция синтеза ванилина:

Монометилирование катехола (Получение 3,4-дигидроксиминдальной кислоты).

5,00 г катехола растворяли в водном растворе NaOH (3,21 г в 55,0 мл воды) в химическом стакане и к нему добавляли 2,04 г оксида алюминия. Затем через 5 мин. Добавляли 7,10 г глиоксиловой кислоты и реакционную смесь нагревали при 60°С в течение 24 часов при интенсивном перемешивании. Затем реакции давали осадиться в течение 10 мин. После завершения осаждения реакционную смесь фильтровали для удаления Al2O3. Полученный осадок на фильтре промывали 20 мл раствора NaOH. Основную промывочную воду объединяли с водным раствором и подкисляли до pH 3-4 с помощью 6,0 мл 37% HCl и экстрагировали этилацетатом для извлечения непрореагировавшего катехола. Водный раствор дополнительно подкисляли до pH 1-2 с помощью 2 мл концентрированной HCl и экстрагировали этилацетатом с получением производных миндальной кислоты. 25

Электрофильное замещение глиоксиловой кислоты гваяколом (получение протокатехальдегида).

2 г 3,4-дигидроксиминдальной кислоты растворяли в 140 мл этилацетата и отдельно 11,11 г CuCl2.2h3O растворяли в 30 мл воды. Эти два раствора смешивали при интенсивном перемешивании и нагревали в течение 5 часов в атмосфере азота при 60°С. Через 5 часов две фазы разделились на органическую и водную фазы. Раствор переносили в делительную воронку и удаляли органическую фазу. Анализ продукта подтвердил превращение производных миндальной кислоты в протокатеховый альдегид. Выход продукта рассчитывали и анализировали с помощью ТСХ и ИК.25

Каталитический окислитель, декарбоксилирование ВМА (получение ванилина).

7,2 мл протокатехальдегида и 0,8 мл NaOH смешивали и растворяли в 25 мл воды; К вышеуказанному раствору добавляли 20 мл дихлорметана. К этому раствору прибавляли по каплям 0,5 мл диэтилового эфира при интенсивном перемешивании в течение 1 часа при температуре 55-60°С. Реакцию проводили еще в течение 4 часов при той же температуре. Этот раствор переносили в делительную воронку и разделяли две фазы. Водную фазу экстрагировали 2×25 мл Ch3Cl2. Затем органические слои объединяли и сушили сульфатом натрия. После этого растворитель удаляли в вакууме и получали желаемый продукт. Выход продукта рассчитывали и анализировали методами ТСХ и ИК25.

Обсуждение:

Результаты, полученные по ИК-спектру катехола, были сопоставлены со стандартами. Это означает, что используемый катехин был чистым и хорошего качества. ИК-спектры катехола и 3,4-дигидроксиминдальной кислоты совпали, и видно, что произошли значительные изменения. Карбоксильная группа присоединялась за счет иона водорода. В ИК-спектре катехола наблюдается слабая широкая полоса, обусловленная межмолекулярной водородной связью -ОН в области 3004-3500 см-1. Область отпечатка катехола представляла собой слабую полосу при 1261,7 см-1, которая соответствует стандартам (Sang-Hee Jang et al, 2002). В то время как область отпечатка пальца для продукта стадии 1, т.е. 3, 4-дигидроксиминдальной кислоты, была обнаружена при 1715,6 см-1, что показывает участок -C=O карбоновой кислоты.

Результаты анализа протокатехальдегида практически соответствуют стандартам. Рассчитанное значение Rf протокатехальдегида составило 0,88, что почти соответствует стандарту 0,90. Было обнаружено, что область отпечатков пальцев для протокатехуальдегида составляет 1710,2 см-1, что соответствует стандарту для растяжения -C=O для ароматического альдегида, как показано в таблицах ИК-корреляции. Это может подтвердить, что полученный продукт представляет собой протокатехуальдегид.

Стандартное значение Rf ванилина из литературы составляет 0,35+/- 0,3. Расчетное значение ванилина оказалось равным 0,28. Рассчитанное значение ванилина почти совпадает со стандартным. Выход полученного ванилина составляет 66,20%. Температура плавления полученного продукта составляет 83-85°С, что соответствует стандартной температуре плавления (81-840°С) ванилина в литературе.