2-甲基四氫呋喃-3-硫醇的合成工藝改進

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2-甲基四氫呋喃-3-硫醇(2-Methyltetrahydrofuran-3-thiol，FEMA號3787)是一種重要的含硫香料， 最初在肉湯中發現，是維生素B1降解產物[1]，產品稀釋后具有濃郁的肉香和烤肉香，附加值高，應用廣泛，是各種肉類香精配方中最常用的香料之一[2]?？捎糜谂渲贫喾N食用香精[3]，GB 2760-1997編號為I1895。

2-甲基四氫呋喃-3-硫醇以順反同分異構體混合物使用[4～7]，該順反同分異構體在氣相色譜圖上為雙峰。國內產品雙峰比例不一致，前后峰比例為2.5∶1甚至4∶1，而進口產品雙峰比例基本一致，致使國內外產品價格相差較大。國內產品因質量問題不但不能出口，而且每年還需大量進口。因此，對2-甲基四氫呋喃-3-硫醇的合成工藝[8～10]進行改進，提高其質量，是迫切需要解決的問題。

作者在此對2-甲基四氫呋喃-3-酮工藝路線進行改進，以期得到雙峰比例一致的2-甲基四氫呋喃-3-硫醇，以替代進口產品。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

所用試劑均為化學純。

Agilent 7890A型氣相色譜儀(SB-5色譜柱)；ATAGO NAR-4T型阿貝折光儀；MDY-1型電子密度儀。

1.2 方法

以2-甲基四氫呋喃-3-酮(Ⅱ)為原料,經硼氫化、對甲苯磺酰氯保護、硫代后水解得2-甲基四氫呋喃-3-硫醇(Ⅰ),反應式如下:

1.2.1 2-甲基四氫呋喃-3-醇(Ⅲ)的合成

取75 mL甲醇加入到15 g化合物Ⅱ中，攪拌均勻，冷卻至5℃以下，加入5 g硼氫化鈉，室溫攪拌4 h，改成蒸餾裝置，至餾分溫度達110℃，冷卻至室溫。減壓蒸餾，收集90～110℃/6.27 kPa餾分，得化合物Ⅲ14 g，收率91.5%。

1.2.2 2-甲基-3-(對甲苯磺酰氧基)四氫呋喃(Ⅳ)的合成

將14 g化合物Ⅲ、50 g對甲苯磺酰氯、45 mL氯仿混合攪拌，升溫至50℃反應2 h，冷卻至室溫，滴加50 mL水，分離，回收溶劑，冷卻，得固體化合物Ⅳ 25.4 g，收率78.4%。

1.2.3 2-甲基四氫呋喃-3-硫醇(Ⅰ)的合成

將65 mL無水甲醇、2.0 g氫氧化鈉、8.2 g硫代硫酸鈉、25.4 g化合物Ⅳ混合攪拌，升溫回流2 h后，回收溶劑，冷卻至室溫；滴加40 mL水，室溫攪拌1 h；加入6.5 g氫氧化鈉，室溫攪拌8 h；用鹽酸調pH值至6，分離，回收溶劑及低沸物至110℃，得化合物Ⅰ粗品。冷卻至室溫，改減壓裝置，在真空度達1.47 kPa、內溫為80～85℃至雙峰比例1.5∶1時，開始接收成品，內溫至120℃時停止，得化合物Ⅰ 10.2 g，收率94.5%。

2 結果與討論

2.1 工藝改進

2.1.1 硼氫化反應條件改進

研究發現，在化合物Ⅱ合成化合物Ⅲ的硼氫化反應中，若僅是將甲醇餾干，以這種方式得到的化合物Ⅲ再進一步合成化合物Ⅳ就會出現含油性雜質，進而影響成品的收率和質量。因此，硼氫化反應后，先將甲醇蒸出，繼續蒸餾出少量前沸物至內溫緩慢升至110℃停止。用這種方式處理的化合物Ⅲ投料反應得到的化合物Ⅳ為不含油性物質的干燥顆粒，收率穩定。經此工藝改進后合成的2-甲基四氫呋喃-3-硫醇，粗品峰比例即可達到1.3∶1。

2.1.2 精餾條件改進

對2-甲基四氫呋喃-3-硫醇粗品的精餾條件進行了改進。在1.47 kPa下，控制蒸餾溫度在80～85℃之間，餾出物中前峰占多；當蒸餾溫度超過85℃后，餾出物中后峰的比例逐漸增加。當氣相色譜分析雙峰比例為1.5∶1時，開始接收產品，至內溫達到120℃即停止，即可獲得雙峰比例為1∶1的 2-甲基四氫呋喃-3-硫醇成品。

2.2 產品性能

經氣相色譜儀分析，產品的出峰時間、雙峰比例與進口產品一致。

折射系數為1.481(JECFA標準：1.475～1.491)；密度為1.043(JECFA標準：1.042～1.049)。

3 結論

通過優化硼氫化反應條件、2-甲基四氫呋喃-3-硫醇粗品的精餾條件對2-甲基四氫呋喃-3-硫醇的合成工藝進行了改進。 改進后的工藝穩定，反應總收率為68%。產品雙峰比例為1∶1，香氣、折射系數、密度等多項檢測結果與進口產品一致。改進后的合成工藝已在工業生產中應用，產生了較好的經濟效益。

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