功能助剂化学作业.doc

功能助剂化学 抗氧剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)一、简介在聚合物生命周期的每个阶段，即其生产、贮存、加工、使用过程中，都会因自身或外界因素而发生氧化作用，导致聚合物及其制品性能的下降或损失。这也被称为高分子材料的老化。添加抗氧剂是延缓材料老化的一种有效手段。抗氧剂是一种能抑制和延缓聚合物材料氧化和降解的化学助剂。其作用机理较复杂，主要作用为：（1）阻断降解链反应的进行，（2）分解氢过氧化物。按此机理可分为链终止剂、过氧化物分解剂、金属钝化剂。其中，链终止剂习惯上又被称为主抗氧剂，过氧化物分解剂被称为辅助抗氧剂。按结构又可分为受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫酯类和其他类。TBHQ作为国际上公认最好的食品抗氧化剂之一，已在几十个国家和地区广泛应用于油脂和含油脂食品工业中，并且迅速取代了传统的抗氧化剂。 二、产生趋势叔丁基对苯二酚最近二十年才较多地出现在世界各国的文献报道中，我国科学工作者从20世纪年代中后期开始对其生产方法进行研究。到现在已经有了很大的发展，在日常生活中的应用也越来越广泛。在合成反应中；其实质都是在苯环上引入叔丁基的反应，属于Friedel-Crafts烷基化反应，这过程的关键是碳正离子的生成。三、基本理化常数别名： 叔丁基氢醌；TBHQ ;特丁基对苯二酚;叔丁基氢醌; 结构式：分子式：C10H14O2 分子量：166.22 理化性质：白色粉状结晶，有特殊气味，熔点126.5128.5，沸点300，易溶于乙醇、乙酸和乙醚，并溶于动植物油脂，微溶于水（1g/100mL）。 四、功能1.抗氧化效果十分理想，比BHA、BHT、PG强57倍。适用于动植物脂肪和富脂食品，特别适用于植物油中，是色拉油、调和油、高烹油首选的抗氧化剂。 2.能有效延缓油脂氧化，提高食品的稳定性，显著地延长油脂及富脂食品的货架期。 3.耐高温，可用于方便面、糕点及其它油炸食品，最高承受温度可达230以上。 4.一剂多能，能有效抑制细菌及霉菌生长。在添加应用范围内，能抑制几乎所有细菌和酵母菌生长，对黄曲霉等危害人体健康的霉菌有很好的抑制作用。 5.不影响食品的色泽、风味，用于含铁的食品不着色。 五、合成方法及合成机理叔丁基对苯二酚的制备一般以对苯二酚为原料，在酸性催化剂作用下与异丁烯、叔丁醇或甲基叔丁基醚进行烷基化反应，反应混合物经进一步处理得到纯的TBHQ。反应常用的催化剂有液体催化剂及固体催化剂。常用的液体催化剂有浓硫酸、磷酸、苯磺酸等，反应一般在水与有机溶剂组成的混合溶剂中进行。常用的固体催化剂有强酸型离子交换树脂（如Amberlyst-15、拜耳K-1481）、沸石和活性白土，反应需在环烷烃、芳香烃、脂肪酮等溶剂中进行。以对苯二酚、叔丁醇为原料，以磷酸作催化剂，在二甲苯溶剂中反应制得TBHQ，其反应式为： （主产物TBHQ） （副产物DTBHQ）对苯二酚烷基化是芳环上的亲电取代反应，叔丁基是推电子基团，上一个叔丁基后，芳环进一步活化，很容易再上另一个叔丁基。由于位阻的关系，本反应的主要副产物是2,5-二叔丁基对苯二酚，2、6位与2、3位的二叔丁基对苯二酚很少。反应中，叔丁醇要慢慢滴加，以使对苯二酚保持相对过量，减少副反应。反应实际上是分两步进行的，第一步是生成溶于水的中间产物醚类，反应很快。第二步是中间产物进行重排，生成邻叔丁基对苯二酚。这步反应则比较困难，需在高温下反应较长时间才能使中间产物充分转化，是整个合成反应的控制步骤。鉴别方法：取本品几毫克溶于1mL甲醇中，加25%的二甲胺水溶液几滴，则溶液颜色变粉红至红色。六、使用领域叔丁基对苯二酚作为安全高效的食用油脂抗氧化剂，适用于植物油、猪油等。尤其因熔点和沸点较高而特别适用于煎炸食品。本品还具有良好的抗细菌、霉菌和酵母菌的作用，可增强高油水食品的防腐保鲜效果。例如在花生油中添加可显著延长货架期，抗氧化效果为其他品种的四倍；在香肠干鱼制品中添加可防止产品哈变；在油炸食品及方便面中添加可显著延长货架期、防止哈变。 可根据不同产品原料配方和生产工艺配合使用抗氧化增效剂。与BHA、BHT、维生素E复配使用以达到最佳性价比，抗氧化性能比单独使用高出数倍甚至十数倍。与维生素E混合用于粗油可精制出不含合成抗氧化剂的高稳定性精制油。与防腐保鲜剂复配使用可明显提高某些食品的防腐保鲜效果。叔丁基对苯二酚为脂溶性抗氧化剂。对常温下植物油脂的贮藏效果较好。另外叔丁基对苯二酚还有一定的抗菌作用，尤其是在微酸介中与食盐合用效果更好。叔丁基对苯二酚对其他的抗氧化剂和螯合剂有增效作用，柠檬酸的加入可增强其抗氧化活性。在植物油、膨松油和动物油中，叔丁基对苯二酚一般与柠檬酸结合使用。用活性氧的方法测定猪油的氧化稳定性时，叔丁基对苯二酚的作用等于丁基羟基茴香醚、超过二丁基羟基甲苯和没食子酸丙酯。将它掺入到包装材料中可有效地抑制猪油的氧化变质。对家禽脂肪，叔丁基对苯二酚比丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯或没食子酸丙酯更有效。 叔丁基对苯二酚对多数油脂，特别是对植物油最有效。对各种粗制和精炼油的作用等于或超过丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯。在棉籽油、豆油和红花油中特别有效。叔丁基对苯二酚与柠檬酸、抗坏血酸棕榈酸酯结合使用，对豆油和由50%的豆油、50%的棉籽油组成的混合油有很高的抗氧化效果，对精炼、脱色、除臭的油酸橄榄酯的效果比没食子酸丙酯、丁基羟基茴香醚和二丁基羟基甲苯要好。对于肉制品，叔丁基对苯二酚可有效地延长冷冻馅饼产生腐败气味的时间。中华人民共和国食品添加剂使用卫生标准GB2760（0.4.007）规定，TBHQ可用于食用油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、方便面、速煮米、干果罐头、腌制肉制品等。最大使用量为0.2g/kg。一般建议使用量为油脂总量的0.010.02%。七、使用注意事项1TBHQ可以与BHA/BHT，柠檬酸或维生素C合用； 2TBHQ不得与没食子酸丙酯（PG）混合使用； 3避免在强碱条件下使用，以免导致产品变色； 4使用时确保抗氧化剂的全部溶解并均匀分布于脂肪和油脂中。 八、前景展望TBHQ是国家规定允许添加的食用抗氧化剂，跟BHT、BHA相比，TBHQ拥有更安全的无毒性能，因为添加量少。TBHQ与其他抗氧剂相比的缺点是它要贮存在阴暗、干燥的库房中，运输时小心轻放，防止受潮、受热。不得与有腐蚀、有害物质共贮共运，所以储存不方便，而且使用的行业比较窄，基本都是食品方面的，用在医药和化妆品行业的都用其他抗氧剂，例如BHT，茶多酚， 但是TBHQ作为抗氧剂既可以用作橡胶、塑料、化妆品生产的添加剂，也可用作感光剂，但其重要的用途是作为食用油脂的抗氧剂。对小鼠进行的毒性试验证明，它是一种十分安全的产品。目前已有20多个国家和地区允许使用叔丁基对苯二酚作为抗氧剂，它是美国FDA认可的添加剂，我国也已批准使用。TBHQ用于不饱和油脂比其他常用的BHA、BHT、PG等抗氧剂更有效，具有添加于任何油脂均无异昧、异臭，安全性好，抗氧性能高，油溶性优良等诸多优点，同时还能有效的抑制细菌、霉菌的生长，对黄曲霉等危害人体健康的霉菌也有很好的抑制作用。作为一种新型的酚类油脂抗氧剂，叔丁基对苯二酚的前景十分看好。在未来生活中TBHQ会发挥更大更强的作用，改变我们未来的生活。九、相关事件2010年7月曾经有一个相当大的事件与TBHQ有关，即麦当劳麦乐鸡事件，让TBHQ顿时成为当红明星，备受关注。在美国麦当劳出售的麦乐鸡，含有泥胶和石油成分的化学物质，即分别是二甲基聚矽氧烷和特丁基对苯二酚。而在中国售卖的麦乐鸡中聚二甲基硅氧烷、特丁基对苯二酚两种物质的含量符合现行国家食品添加剂使用卫生标准GB2760，消费者可安心食用。叔丁基对苯二酚是一种动物和植物油的抗氧剂，含有石油成分，食用一克可引发恶心、呕吐、耳鸣，严重者甚至窒息。叔丁基对苯二酚作为食品添加剂，最大的使用量是0.2克/公斤。十、我的总结 我认为现在生活越来越离不开化学，化学布满了世界的每一个角落，化学已经成为人类生活中自然的一部分，而抗氧剂因为其广泛性更是不可或缺，现在几乎所有的食品中为了延长保质期都或多或少的添加抗氧剂，而随着科技的发展，抗氧剂的应用势必更加广泛，而TBHQ作为国际上公认最好的食品抗氧化剂之一，将会发挥更大的作用。但是任何事物都具有两面性，化学这门学科更是不例外，如果发展的好则造福人类，相反，发展不好便会出现各种各样的问题，比如化学各种助剂为人类生活带来了很大的便利，防止食物变质，减缓橡胶老化等等，做出了重大的贡献，但是一旦添加过多就会出现各种各样的问题，尤其是像TBHQ这样食品添加剂，稍有不慎，如果在食品中添加过多就有可能影响人们身体健康，甚至危及人们的生命，所以作为化学工作者，在搞化学研究时，一定要认清形势，做到以人为本，在保证安全的前提下，努力搞好创新，做好科学研究，让TBHQ发挥更大的市场作用，让化学更好地造福人类。十一、参考文献1 郭书好,罗新祥,阮秀兰等. 有机化学实验