衡朝晖

（周口市质量技术监督检验测试中心，河南周口466000）

乳酸薄荷酯的合成研究

衡朝晖

（周口市质量技术监督检验测试中心，河南周口466000）

以乳酸和薄荷醇直接反应制备乳酸薄荷酯,通过对乳酸薄荷酯制备的物料用量比、反应时间进行研究，获得了最佳的工艺条件：酸与醇的物质的量比为1.3:1，反应温度为110℃，反应时间为4 h，以对甲苯磺酸为催化剂，以环己烷为溶剂进行冷凝回流，产率为78.5%。反应液经过减压蒸馏之后，再进行重结晶，其质量分数能达到98.6%。乳酸薄荷酯具有独特的清凉效果，温和而持久，产品气味淡而清香，将其代替薄荷脑作为清凉剂应用于日用品的添加剂。

荷醇；乳酸薄荷酯；合成

0 引言

天然薄荷脑具有亚洲薄荷脑的香气特征，味先灼热而后清凉，享有“亚洲之香、香飘全球”盛誉。特殊的性质使其具有清凉爽肤、杀菌消炎、醒脑提神、消除疲劳、祛风健胃、增进食欲、止痒镇痛、止咳脱敏、芳香润喉等功效[1]。作为世界第三大天然香料，在口腔保健品、医药产品、食品、饮料、护肤化妆品、香波香皂、家用洗涤剂、空气清新剂、烟草等领域扮演着重要的角色、有着极为广泛的应用。由于天然薄荷脑稀缺导致了它在日化用品中的应用受到了限制。作为一种人工合成的薄荷醇酯类衍生物乳酸薄荷酯除具有薄荷脑的优良性质外，还具有清凉效果温和而持久，产品气味淡而清香，故将其代替薄荷脑作为清凉剂应用于个人护理化妆品的配方中[3]。

常见乳酸薄荷酯的制备方法主要有两种：一种是以乳酸乙酯和薄荷醇为原料通过酯交换法制得[4-6]；另一种是以薄荷醇和乳酸为原料通过直接酯化法制得。由于乳酸比乳酸乙酯更容易得到且价格便宜，实验过程中直接酯化法中的环己烷可以回收循环利用，具有节约资源，绿色环保的优点，所以本试验以薄荷醇和乳酸为原料，通过酯化反应制得酸薄荷酯。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

实验仪器：旋转蒸发仪RE-52AA型（上海亚荣生化仪器厂），傅立叶变换红外光谱仪WQF-510型（日本分光公司），元素分析仪EA2400III型（德国Elementar公司）。

实验药品：乳酸，对甲苯磺酸，环己烷，无水硫酸钠，氯化钠，薄荷醇，碳酸钠。

1.2 合成路线

1.3 实验过程

称取一定量的乳酸、薄荷醇、对甲苯磺酸，量取环已烷（10 mL），加入三颈瓶中。缓慢升温至至110℃，在搅拌条件下加热回流2 h。反应结束取出反应液，待自然冷却之后先用饱和食盐水洗涤、然后用10 mL 10%碳酸钠溶液洗涤，至无气泡放出后盐水洗涤。将洗涤后的溶液转移入分液漏斗，静置一段时间后用进行分液。取分液后的溶液，在溶液中加入无水硫酸钠3～5 g，静置一段时间，过滤，将过滤后溶液用旋转蒸发仪减压回流，回收环已烷，除去产物中沸点低的杂质。最后将减压回流后的溶液进行重结晶后得白色针状晶体，产率为78.5%，纯度为98.4%。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

图1酯化反应产物样1的红外光谱图

图1 中，在1100～1125 nm有一个峰值，根据常见有机化合物基团的特征频率可知该产物中存在仲醇或者伯烷基醚；在3300～3600 nm之间有一个峰值，该产物中有醇或者酚；在2950~3000 nm有亚甲基峰，综上可得该产物中有醇羟基存在且为仲醇，由以上的结论可知该产物满足乳酸薄荷酯的官能团特征。

2.2 元素分析

通过元素分析可知，产物中各原子的理论值含量为：C:68.69，H:11.281。乳酸薄荷酯的分子式为：C12H24O3，相对分子质量为：228，通过计算乳酸薄荷酯中的C、H的含量分别为：C含量=156/ 228=68.421%；H含量=24/228=10.526%，由计算可以看出理论值和计算值基本一致。

2.3 酯化反应条件

2.3.1 不同醇酸比的影响

酯化反应是一个可逆反应，适当的增加反应物的量有助于反应向正方向进行，即醇酸比对乳酸薄荷酯收率具有一定的影响。对于一个可逆反应而言,增加反应物配比必然会导致反应正向进行,这对提高反应物的利用率有着重要意义,特别是在工业生产中，提高反应物配比以便充分利用价格昂贵的原料，无疑可以降低生产成本。试验中薄荷醇0.2 mol，对甲苯磺酸1.0 g，环己烷10 mL，反应温度110℃，反应时间2 h，不同反应物配比对收率的影响见图2：

图2 反应物配比对乳酸薄荷酯收率的影响

从图2可以看出，对于可逆反应A+B→C+D，当反应物B的量一定的时候，增加A的量使反应向着正方向进行，所以开始随着酸的物质的量的增加，反应向正方向进行，产物C、D的量随之增加。由夏特列原理可知，当反应达到平衡时反应随着A的量的增加反应向正反应方向移动的很少。此时再增加A的物质的量的意义不大。即酸醇比的增加的确有利于反应收率的提高,当醇酸比超过1.3:1时,收率为78.5%，再增大醇酸比，产率变化已不大,再增加酸的量已无实际意义。

2.3.2 不同反应时间的影响

酯化反应是一个较慢的可逆反应，必须有充足的时间才能使反应达到平衡。当乳酸0.26 mol，薄荷醇0.2 mol，环己烷10 mL，对甲苯磺酸1.0 g，反应温度110℃，在不同条件下反应时间对收率的影响，结果见图3：

图3 反应时间对乳酸薄荷酯收率的影响

由图3可以看出，产物的收率随着反应时间的增加向正方向进行，乳酸薄荷酯的产量不断增加，收率也不断的提高。当反应达到一定程度时，继续增加时间，此时的收率变化已不大，反应时间以4 h为宜。

2.4 产品检测分析结果

将精制产品进行分析检测，得到结果如下：乳酸薄荷酯为白色针状晶体；无味，略有清凉气息；产品中乳酸薄荷酯质量分数为98.6﹪；相对密度为0.890（15/15℃）；熔点为42℃，沸点为216.3℃，折光率为1.416。与国内外乳酸薄荷酯样品相比较，显著特点是：产品中乳酸薄荷酯质量分数明显较高(一般为97.0%～98.0%)；产品结晶均匀、晶型好；完全无异味(其他样品大多有药草、花香等杂味)。

3 结论

通过研究合成乳酸薄荷酯的生产工艺条件，对反应工艺进行优化，在醇酸比为1.3∶1，反应时间为4 h，反应温度110℃，环己烷10 mL，对甲苯磺酸1 g的条件下反应最佳，乳酸薄荷酯的产率可达78.5﹪。

[1]谢维跃，余光前，冯章明，等．L-乳酸薄荷酯的合成及其在个人护理用品中的应用研究[J]．日用化学工业，2009，39(4)：253-256．

[2]济南市轻工业研究所编译．合成食用香料手册[M]．北京：轻工业出版社，1985：598．

[3]周旋．乳酸薄荷酯的制备工艺研究[J]．广东轻工职业技术学院学报，2006，5(1)：24-25．

[4]王化云，汪元生．应用拓扑指数预测化学性质[J]．化学通报，1992，26(11)：6-11．

[5]林敏，秦敬云，林静．乳酸酯的合成研究[J]．厦门大学学报，1997，36(4)：581-584．

[6]林敏．羧酸乙酯合成研究[M]．厦门：厦门大学出版社，1995：39-40．

Study on Synthesis of the Menthyl Lactate

HENG Zhao-hui
（Zhoukou Quality Supervision,Inspection and Testing Center,Zhoukou，Henan 466000，China）

The menthyl lactate is synthesized by actic acid and menthol as raw materials,The optimum technological conditions is got from the study of menthyl lactate preparation material ratio,reaction time:the best acid alcohol molar ratio is 1.3:1,the reaction temperature is 110℃,reaction time is 4 h,p-toluene sulfonic acid is catalyst,cyclohexane as solvent to reflux condinsation.oxidation．The overall yield ofthe reaction is 78.5%.After vacuum distillation and recrystallization,its recrystallization quality score is 98.4%.It has a unique cooling effect which is gentle and durable and it has light and fragrant smell.So it could be instead of menthol as additive of refrigerant used in daily necessities.

menthol；menthyl lactate；synthesis

1006-4184（2015）8-0037-03

2015-07-01

衡朝晖（1969-），男，工程师，主要研究方向为食品分析。E-mail:383621230@qq.com。