วิธีการผลิต 1,3-Dihydroxyacetone และการแนะนำการใช้งาน CAS 96-26-4

บทนำ 1,3-ไดไฮดรอกซีอะซีโตน

1,3-Dihydroxyacetone เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรโมเลกุล C3H6O3 ซึ่งเป็นโพลีไฮดรอกซีคีโตสและเป็นคีโตสที่ง่ายที่สุดลักษณะเป็นผลึกผงสีขาว ละลายได้ง่ายในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น น้ำ เอทานอล อีเทอร์ และอะซิโตนจุดหลอมเหลวคือ 75-80 ℃ และความสามารถในการละลายน้ำคือ> 250g/L (20 ℃)มีรสหวานและมีความคงตัวที่ pH 6.01,3-Dihydroxyacetone เป็นน้ำตาลรีดิวซ์โมโนแซ็กคาไรด์ทั้งหมด (ตราบใดที่มีกลุ่มอัลดีไฮด์หรือคีโตนคาร์บอนิลอิสระ) สามารถลดได้Dihydroxyacetone ตรงตามเงื่อนไขข้างต้น ดังนั้นจึงอยู่ในประเภทของน้ำตาลรีดิวซ์

มีวิธีสังเคราะห์ทางเคมีและวิธีการหมักจุลินทรีย์เป็นหลักมีวิธีการทางเคมีหลักสามวิธีสำหรับ 1,3-dihydroxyacetone: ด้วยไฟฟ้า, ออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหะ และการควบแน่นของฟอร์มาลดีไฮด์การผลิตทางเคมีของ 1,3-dihydroxyacetone ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยในห้องปฏิบัติการการผลิต 1,3-ไดไฮดรอกซีอะซิโตนโดยวิธีทางชีวภาพมีข้อได้เปรียบที่สำคัญ ได้แก่ ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์สูง อัตราการแปลงกลีเซอรอลสูง และต้นทุนการผลิตต่ำการผลิต 1,3-dihydroxyacetone ในประเทศจีนและต่างประเทศส่วนใหญ่ใช้วิธีการเปลี่ยนกลีเซอรอลของจุลินทรีย์

วิธีการสังเคราะห์ทางเคมี

1. 1,3-dihydroxyacetone ถูกสังเคราะห์จาก 1,3-dichloroacetone และ ethylene glycol เป็นวัตถุดิบหลักผ่านการป้องกันคาร์บอนิล etherification ไฮโดรจิโนไลซิส และการไฮโดรไลซิส1,3-ไดคลอโรอะซิโตนและเอทิลีนไกลคอลถูกให้ความร้อนและไหลย้อนในโทลูอีนเพื่อผลิต 2,2-ไดคลอโรเมทิล-1,3-ไดออกโซเลนจากนั้นพวกเขาก็ทำปฏิกิริยากับโซเดียมเบนซิลดีนใน N, N-ไดเมทิลฟอร์มาไมด์เพื่อผลิต 2,2-dibenzyloxy-1,3-dioxolane ซึ่งจากนั้นถูกเติมไฮโดรเจนภายใต้การเร่งปฏิกิริยา Pd/C เพื่อสังเคราะห์ 1,3-dioxolane-2,2-dimthanol ซึ่ง จากนั้นจะถูกไฮโดรไลซ์ในกรดไฮโดรคลอริกเพื่อผลิต 1,3-dihydroxyacetoneวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์ 1,3-ไดไฮดรอกซีอะซิโตนโดยใช้วิธีนี้ได้มาง่าย สภาวะของปฏิกิริยาไม่รุนแรง และตัวเร่งปฏิกิริยา Pd/C สามารถรีไซเคิลได้ ซึ่งมีคุณค่าในการใช้งานที่สำคัญ

2. 1,3-dihydroxyacetone ถูกสังเคราะห์จาก 1,3-dichloroacetone และเมทานอลผ่านการป้องกันคาร์บอนิล อีเธอริฟิเคชัน ไฮโดรไลซิส และปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส1,3-ไดคลอโรอะซิโตนทำปฏิกิริยากับแอนไฮดรัสเมทานอลส่วนเกินต่อหน้าตัวดูดซับเพื่อผลิต 2,2-ไดเมทอกซี-1,3-ไดคลอโรโพรเพน จากนั้นจึงให้ความร้อนด้วยโซเดียมเบนซิเลตใน N, N-ไดเมทิลฟอร์มาไมด์เพื่อผลิต 2,2-ไดเมทอกซี -1,3-ไดเบนซิลออกซีโพรเพนจากนั้นนำไปเติมไฮโดรเจนภายใต้การเร่งปฏิกิริยา Pd/C เพื่อผลิต 2,2-ไดเมทอกซี-1,3-โพรเพนไดออล จากนั้นจึงไฮโดรไลซ์ในกรดไฮโดรคลอริกเพื่อผลิต 1,3-ไดไฮดรอกซีอะซิโตนเส้นทางนี้จะแทนที่ตัวป้องกันคาร์บอนิลจากเอทิลีนไกลคอลเป็นเมทานอล ทำให้ง่ายต่อการแยกและทำให้บริสุทธิ์ผลิตภัณฑ์ 1,3-ไดไฮดรอกซีอะซิโตน ซึ่งมีการพัฒนาและคุณค่าการใช้งานที่สำคัญ

3. การสังเคราะห์ 1,3-dihydroxyacetone โดยใช้อะซิโตน เมทานอล คลอรีน หรือโบรมีนเป็นวัตถุดิบหลักอะซิโตน เมทานอลปราศจากน้ำ และก๊าซคลอรีนหรือโบรมีนใช้ในการผลิต 2,2-ไดเมทอกซี-1,3-ไดคลอโรโพรเพนหรือ 1,3-ไดโบรโม-2,2-ไดเมทอกซีโพรเพนผ่านกระบวนการหม้อเดียวจากนั้นจะถูกทำให้เป็นอีเธอร์ด้วยโซเดียมเบนซิเลตเพื่อผลิต 2,2-dimethoxy-1,3-dibenzyloxypropane ซึ่งจากนั้นจะถูกเติมไฮโดรเจนและไฮโดรไลซ์เพื่อผลิต 1,3-dihydroxyacetoneเส้นทางนี้มีสภาวะที่เกิดปฏิกิริยาไม่รุนแรง และปฏิกิริยา "หนึ่งหม้อ" หลีกเลี่ยงการใช้ 1,3-ไดคลอโรอะซิโตนที่มีราคาแพงและระคายเคือง ทำให้มีต้นทุนต่ำและมีคุณค่าสูงสำหรับการพัฒนา

การใช้งาน

1,3-Dihydroxyacetone เป็นคีโตสที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งสามารถย่อยสลายทางชีวภาพ กินได้ และไม่เป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์และสิ่งแวดล้อมเป็นสารเติมแต่งอเนกประสงค์ที่สามารถใช้ได้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ยา และอาหาร

ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง

1,3-Dihydroxyacetone ส่วนใหญ่ใช้เป็นส่วนผสมในเครื่องสำอาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นครีมกันแดดที่มีเอฟเฟกต์พิเศษ ซึ่งสามารถป้องกันการระเหยของความชื้นในผิวหนังมากเกินไป และมีบทบาทในการให้ความชุ่มชื้น การป้องกันแสงแดด และการป้องกันรังสี UVนอกจากนี้กลุ่มการทำงานของคีโตนใน DHA ยังสามารถทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโนและกลุ่มอะมิโนของเคราตินของผิวหนังเพื่อสร้างโพลีเมอร์สีน้ำตาล ส่งผลให้ผิวหนังของมนุษย์เกิดสีน้ำตาลเทียมจึงสามารถใช้เป็นตัวจำลองการรับแสงแดดเพื่อให้ได้ผิวที่มีสีน้ำตาลหรือออกน้ำตาลที่ดูเหมือนกับผลจากการโดนแสงแดดเป็นเวลานานทำให้ดูสวยงาม

ปรับปรุงเปอร์เซ็นต์เนื้อไม่ติดมันของสุกร

1,3-Dihydroxyacetone เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางของการเผาผลาญน้ำตาล มีบทบาทสำคัญในกระบวนการเผาผลาญน้ำตาล ลดไขมันในร่างกายหมู และปรับปรุงเปอร์เซ็นต์เนื้อไม่ติดมันบุคลากรด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของญี่ปุ่นได้แสดงให้เห็นผ่านการทดลองว่าการเติม DHA ในปริมาณหนึ่งและส่วนผสมของไพรูเวต (เกลือแคลเซียม) ในอาหารสุกร (ในอัตราส่วนน้ำหนัก 3:1) สามารถลดปริมาณไขมันของเนื้อหลังหมูได้ 12% 15% และปริมาณไขมันของเนื้อขาและกล้ามเนื้อหลังที่ยาวที่สุดก็ลดลงตามไปด้วย โดยมีปริมาณโปรตีนเพิ่มขึ้น

สำหรับอาหารเพื่อสุขภาพ

การเสริม 1,3-dihydroxyacetone (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับ pyruvate) สามารถปรับปรุงอัตราการเผาผลาญของร่างกายและการเกิดออกซิเดชันของกรดไขมัน ซึ่งอาจเผาผลาญไขมันได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อลดไขมันในร่างกายและชะลอการเพิ่มของน้ำหนัก (ผลการลดน้ำหนัก) และลดอัตราการเกิดของ โรคที่เกี่ยวข้องนอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงความไวของอินซูลินและลดระดับคอเลสเตอรอลในเลือดที่เกิดจากการรับประทานอาหารที่มีคอเลสเตอรอลสูงการเสริมในระยะยาวสามารถเพิ่มอัตราการใช้น้ำตาลในเลือดและประหยัดไกลโคเจนในกล้ามเนื้อ สำหรับนักกีฬาสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพความทนทานแบบแอโรบิกได้

การใช้งานอื่นๆ

1,3-dihydroxyacetone ยังสามารถใช้เป็นรีเอเจนต์ต้านไวรัสได้โดยตรงตัวอย่างเช่น ในการเพาะเลี้ยงตัวอ่อนไก่ การใช้ DHA สามารถยับยั้งการติดเชื้อไวรัสไข้หัดไก่ได้อย่างมาก โดยสามารถฆ่าไวรัสได้ 51% ถึง 100%ในอุตสาหกรรมเครื่องหนัง DHA สามารถใช้เป็นสารป้องกันผลิตภัณฑ์เครื่องหนังได้นอกจากนี้ สารกันบูดที่ประกอบด้วย DHA เป็นหลักยังสามารถนำไปใช้ในการเก็บรักษาและถนอมผักและผลไม้ ผลิตภัณฑ์จากสัตว์น้ำ และผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ได้