潜香化合物的制备及在烟草中的应用研究进展

卷烟降焦减害的同时伴随着卷烟香味损失、舒适度变差等不利情况的出现。潜香化合物具有耐高温且可热解释放出香气物质的特点,对低焦油卷烟能够起到稳定的香味补偿效果。本文对目前国内外有关糖衍生物类潜香化合物的制备以及其在卷烟中的应用研究进展进行了较为详尽的综述。

新型潜香类化合物N-(2,3-吡嗪二甲酰基)-丙氨酸甲酯热裂解气相色谱-质谱分析

采用在线热裂解-气相色谱-质谱联用技术(Py-GC-MS)分析了潜香吡嗪类化合物N-(2,3-吡嗪二甲酰基)-丙氨酸甲酯的热裂解行为。首先通过对2,3-吡嗪二羧酸酰胺化反应合成了新型目标化合物N-(2,3-吡嗪二甲酰基)-丙氨酸甲酯,其结构经X射线单晶衍射(XRD),1H NMR,13C NMR,IR和HR-MS证实,然后在空气氛围中,对目标化合物分别在300,600,900℃下进行热裂解,并通过GC-MS对其挥发性热裂解产物进行定性和半定量分析。结果表明:1裂解形成了包括具有香味特征的吡嗪类、大茴香醇和大茴香醛在内的裂解产物共48种。不同温度下挥发性热裂解产物的类型和相对含量不同,300℃和600℃时相对含量最高的均为乙酸,而900℃时相对含量最高的为吡嗪,且与300℃和600℃裂解条件相比所形成的吡嗪类衍生物种类较多,相对含量较高。2在具有香味特征的裂解产物中,大茴香醇的相对含量随温度升高而升高,而大茴香醛和苯甲醛的相对含量则呈现随着温度升高而降低的趋势。基于目标化合物的热裂解产物的定性及定量变化情况,初步探讨了该物质可能的裂解机理。

D-呋喃木糖酯类化合物的合成及其在单料烟中的应用

利用二环己基碳二亚胺(DCC)作缩水剂,4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,以1,2-O-异丙叉基-α-D-呋喃木糖和11种酸为原料,合成了11种具有潜在香味的木糖酯类化合物,结构经1H-NMR、13C-NMR、IR和HRMS图谱检测得到验证,并进行了卷烟加香试验。评吸结果表明,合成的该系列化合物可以提高卷烟烟气的香气质和香气量,降低刺激性和改善余味。

麦芽酚碳酸酯的合成及其裂解行为分析

为开发适用于加热卷烟的麦芽酚潜香化合物,将不同种类的醇与麦芽酚通过缩合反应合成7种麦芽酚碳酸酯。利用核磁共振和高分辨质谱技术对产物结构进行确认,并通过热重分析和在线热裂解-气相色谱-质谱联用分析技术考查7种麦芽酚碳酸酯的裂解行为。结果表明:在优化的合成条件下,7种麦芽酚碳酸酯产率范围为83.0%~94.3%;合成的麦芽酚碳酸酯的热失重过程主要存在直接挥发和裂解两种模式;麦芽酚碳酸酯在加热时均可裂解生成麦芽酚,其裂解能力与原料醇的类型密切相关,其中麦芽酚叔丁醇碳酸酯和麦芽酚苯甲醇碳酸酯最易发生裂解,在200℃的较低温度下便可迅速裂解并释放麦芽酚,与加热卷烟烟丝受热温度相适应,相比之下,麦芽酚仲醇碳酸酯的裂解能力较弱,而麦芽酚伯醇碳酸酯则难以在低温条件下发生裂解。

乙基香兰素-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成

乙基香兰素葡萄糖苷是一种潜香类物质。以α-溴代四乙酰基葡萄糖为原料,体系中加入分子筛,碳酸钾为碱,三乙胺作溶剂,与乙基香兰素反应,得到乙基香兰素四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖苷,随后脱除乙酰基保护,得到乙基香兰素-β-D-吡喃葡萄糖苷。产物结构经过ESI-MS和_1H NMR表征。该路线避免了使用昂贵的银试剂或剧毒的汞试剂,同时避免了使用具有难闻气味的吡啶,且原料易得、操作简便,总收率75%。

丙基丙二酸和异丙基丙二酸热分解向卷烟烟气释放戊酸和异戊酸的研究

以丙二酸二乙酯和卤代烷为原料,合成了丙基丙二酸和异丙基丙二酸,并用1HNMR、13CNMR谱和液相色谱质谱联用证实了其结构。在空气气氛下,用热重分析和差示扫描量热法研究了它们的热分解反应。将这些烷基取代基丙二酸分别加入到卷烟中,收集烟气成分并对烟气成分进行了气相色谱-质谱和液相色谱-质谱联用检测。检测表明,这些取代基丙二酸在卷烟燃吸时发生了热分解反应,分别向卷烟烟气释放出戊酸、异戊酸等致香成分,是有效的烟用潜香化合物。

香茅醇葡萄糖苷的合成

香茅醇葡萄糖苷是一种潜香类物质。以β-五乙酰葡萄糖为原料,在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作用下,与香茅醇反应,得到香茅醇-β-葡萄糖苷。产物的结构经过ESI-MS和1H-NMR表征。该路线只需一步反应,原料易得,操作简便,收率62%。