Metode de producție și aplicații de 1,3-dihidroxiacetonă introducere CAS 96-26-4

1,3-Dihidroxiacetonă Introducere

1,3-Dihidroxiacetona este un compus organic cu formula moleculară C3H6O3, care este o polihidroxicetoză și cea mai simplă cetoză.Aspectul este un cristal alb sub formă de pulbere, ușor solubil în solvenți organici precum apă, etanol, eter și acetonă.Punctul de topire este de 75-80 ℃, iar solubilitatea în apă este> 250 g/L (20 ℃).Are un gust dulce și este stabil la pH 6,0.1,3-Dihidroxiacetona este un zahăr reducător.Toate monozaharidele (atâta timp cât există grupări aldehide libere sau cetonă carbonil) au reductibilitate.Dihidroxiacetona îndeplinește condițiile de mai sus, de aceea aparține categoriei de zahăr reducător.

Există în principal metode de sinteză chimică și metode de fermentație microbiană.Există trei metode chimice principale pentru 1,3-dihidroxiacetona: electrocataliza, oxidarea catalitică a metalelor și condensarea formaldehidei.Producția chimică de 1,3-dihidroxiacetone este încă în stadiul de cercetare de laborator.Producerea 1,3-dihidroxiacetonei prin metoda biologică are avantaje semnificative: concentrație mare de produs, viteză ridicată de conversie a glicerolului și cost de producție scăzut.Producția de 1,3-dihidroxiacetonă în China și în străinătate adoptă în principal metoda de conversie microbiană a glicerolului.

Metoda de sinteză chimică

1. 1,3-dihidroxiacetona este sintetizată din 1,3-dicloracetonă și etilenglicol ca materii prime principale prin protecție carbonil, eterificare, hidrogenoliză și hidroliză.1,3-dicloracetona și etilenglicolul sunt încălzite și refluxate în toluen pentru a produce 2,2-diclormetil-1,3-dioxolan.Apoi reacţionează cu benziliden de sodiu în N,N-dimetilformamidă pentru a produce 2,2-dibenziloxi-1,3-dioxolan, care este apoi hidrogenat sub cataliza Pd/C pentru a sintetiza 1,3-dioxolan-2,2-dimetanol, care este apoi hidrolizată în acid clorhidric pentru a produce 1,3-dihidroxiacetonă.Materia primă pentru sintetizarea 1,3-dihidroxiacetonei prin această metodă este ușor de obținut, condițiile de reacție sunt blânde, iar catalizatorul Pd/C poate fi reciclat, care are o valoare de aplicare importantă.

2. 1,3-dihidroxiacetona a fost sintetizată din 1,3-dicloracetonă și metanol prin reacții de protecție cu carbonil, eterificare, hidroliză și hidroliză.1,3-dicloracetona reacționează cu excesul de metanol anhidru în prezența unui absorbant pentru a produce 2,2-dimetoxi-1,3-dicloropropan, care este apoi încălzit cu benzilat de sodiu în N,N-dimetilformamidă pentru a produce 2,2-dimetoxi -1,3-dibenziloxipropan.Este apoi hidrogenat sub cataliză Pd/C pentru a produce 2,2-dimetoxi-1,3-propandiol, care este apoi hidrolizat în acid clorhidric pentru a produce 1,3-dihidroxiacetonă.Această cale înlocuiește protectorul carbonil de la etilenglicol la metanol, facilitând separarea și purificarea produsului 1,3-dihidroxiacetonă, care are o valoare importantă pentru dezvoltare și aplicare.

3. Sinteza 1,3-dihidroxiacetonei folosind acetonă, metanol, clor sau brom ca materii prime principale.Acetona, metanolul anhidru și clorul gazos sau bromul sunt utilizate pentru a produce 2,2-dimetoxi-1,3-diclorpropan sau 1,3-dibromo-2,2-dimetoxipropan printr-un proces într-un singur vas.Ele sunt apoi eterificate cu benzilat de sodiu pentru a produce 2,2-dimetoxi-1,3-dibenziloxipropan, care este apoi hidrogenat și hidrolizat pentru a produce 1,3-dihidroxiacetonă.Această cale are condiții de reacție ușoare, iar reacția „o oală” evită utilizarea 1,3-dicloracetonei costisitoare și iritante, făcând-o ieftină și foarte valoroasă pentru dezvoltare

Aplicații

1,3-Dihidroxiacetona este o cetoză naturală care este biodegradabilă, comestibilă și netoxică pentru corpul uman și mediul înconjurător.Este un aditiv multifuncțional care poate fi utilizat în industria cosmetică, farmaceutică și alimentară.

Folosit în industria cosmetică

1,3-Dihidroxiacetona este folosită în principal ca ingredient de formulă în produse cosmetice, în special ca cremă de protecție solară cu efecte speciale, care poate preveni evaporarea excesivă a umidității pielii și joacă un rol în hidratare, protecție solară și protecție împotriva radiațiilor UV.În plus, grupările funcționale cetonice din DHA pot reacționa cu aminoacizii și grupările amino ale cheratinei pielii pentru a forma un polimer maro, determinând pielea oamenilor să producă o culoare maro artificială.Prin urmare, poate fi folosit și ca simulant pentru expunerea la soare pentru a obține o piele maronie sau maronie care arată la fel ca rezultatul expunerii pe termen lung la lumina soarelui, făcându-l să arate frumos.

Îmbunătățiți procentul de carne slabă la porci

1,3-Dihidroxiacetona este un produs intermediar al metabolismului zahărului, jucând un rol important în procesul de metabolism al zahărului, reducând grăsimea corporală de porc și îmbunătățind procentul de carne slabă.Personalul științific și tehnologic japonez a demonstrat prin experimente că adăugarea unei anumite cantități de DHA și a unui amestec de piruvat (sare de calciu) în hrana porcului (într-un raport de greutate de 3:1) poate reduce conținutul de grăsime al cărnii de spate de porc cu 12% până la 15%, iar conținutul de grăsime din carnea picioarelor și cel mai lung mușchi al spatelui este, de asemenea, redus în mod corespunzător, cu o creștere a conținutului de proteine.

Pentru alimente funcționale

Suplimentarea cu 1,3-dihidroxiacetonă (în special în combinație cu piruvat) poate îmbunătăți rata metabolică a organismului și oxidarea acizilor grași, poate arde eficient grăsimile pentru a reduce grăsimea corporală și a întârzia creșterea în greutate (efect de scădere în greutate) și poate reduce rata de incidență a boli asociate.De asemenea, poate îmbunătăți sensibilitatea la insulină și poate reduce nivelul de colesterol din plasmă cauzat de dieta bogată în colesterol.Suplimentarea pe termen lung poate crește rata de utilizare a zahărului din sânge și poate economisi glicogenul muscular. Pentru sportivi, le poate îmbunătăți performanța de rezistență aerobă.

Alte utilizări

1,3-dihidroxiacetona poate fi, de asemenea, utilizată direct ca reactiv antiviral.De exemplu, în cultura de embrioni de pui, utilizarea DHA poate inhiba în mare măsură infecția cu virusul bolii de pui, ucigând 51% până la 100% din virus.În industria pielii, DHA poate fi folosit ca agent de protecție pentru produsele din piele.În plus, conservanții compuși în principal din DHA pot fi utilizați pentru conservarea și conservarea fructelor și legumelor, a produselor acvatice și a produselor din carne.