引言：

获得β-紫罗兰酮是一项涉及复杂化学合成的关键过程，涉及到从原料到最终产物的精确控制和反应条件的优化。这种化合物在化妆品、香料及医药工业中的广泛应用，使其获得方法备受关注与研究。

简介：

β-紫罗兰酮是一种用于高端精细日用化妆品如茶香螺烷的调香剂，也常用作烟草香料的添加剂，以弥补降低香烟焦油含量后的香味损失。其分子结构为典型的环化异戊二烯类化合物，不仅表现出广泛的生物活性和强大的抗癌效果，还在抑菌、抗胚胎毒性、致畸毒性和降血脂等方面显示出一定效果。β-紫罗兰酮在医药工业中作为合成维生素A、E、脱落酸及其他香料的中间体广泛应用，具有显著的经济效益。在中国的食品行业中，β-紫罗兰酮是被允许使用的食用级别香料，常作为增香剂被应用于高档食品、饮料的制备，如龙眼、树莓、黑莓、樱桃、柑橘等香精的制备，其全球年需求量达近万吨。

获取方法

目前紫罗兰酮的获取方法主要有植物提取法、化学合成法和微生物合成法。

1. 植物来源

β-紫罗兰酮是一种常见的天然植物挥发性物质, 存在于多种植物中。表 1 列举了 β-紫罗兰酮的来源和含量的最新报道。分析表 1 可知, β-紫罗兰酮主要存在于散发甜美花香的植物精油中, 特别是玫瑰油中。β-紫罗兰酮还存在于含有 β-胡萝卜素的各种食物中, 包括胡萝卜、覆盆子和杏仁中。β-紫罗兰酮的另一主要来源为动物性食品——牛奶, 当奶牛食用牧草(紫花苜蓿)后, 通过肠道的消化吸收, 一部分在小肠和肝内进行修饰转变成维生素 A, 另一部分则转移到牛奶中。

2. 化学合成法

（1）称取10g钠型ZSM-5沸石，加入到500ml 10％的NH4NO3溶液中交换5次。在450℃下焙烧2小时得到HZSM-5沸石。然后将该HZSM-5沸石加入到15mL10％(wt％)ZrOCl2溶液中，强烈搅拌使之混合均匀，得悬浮液。在上述悬浮液中逐步滴加体积百分比为28％的氨水，使生成的氢氧化锆Zr(OH)4均匀沉积到HZSM-5上。静置10小时后，将沉淀过滤，洗涤到氯离子Cl-不被检出；在110℃下干燥12小时，再用500ml 0.5mol·L-1的硫酸浸渍12小时；过滤烘干后，经550℃焙烧3小时，得到固体超强酸催化剂样品10％(wt％)SO42-/ZrO2/HZSM-5。

（2）将其中1g10％(wt％)SO42-/ZrO2/HZSM-5催化剂放在真空烘箱内，在80℃下干燥10小时后加入到三颈烧瓶中。然后加入100ml干燥过的丙酮，在保持110～120℃的温度下不断搅拌。在氮气保护下，边搅拌边将10g假性紫罗兰酮缓缓滴入烧瓶中，在110～120℃的温度下反应3小时。反应结束后，将固体超强酸催化剂过滤分离，然后在旋转蒸发器中分离出丙酮，最后利用减压蒸馏分离出目标产物β-紫罗兰酮。原料转化率为54.4％，产物β-紫罗兰酮的收率为42.9％，反应选择性为76％。固体超强酸催化剂可回收重复利用。

3. 微生物合成法

以丙酮酸和甘油醛-3-磷酸为出发点，在聚合酶的作用下催化缩合生成 1-脱氧木酮糖-5-磷酸（1-deoxyxylulose-5-phosphate，DXP），然后DXP 在 DXP 还原异构酶作用下转化成 2-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸（2-methyl-D-erythritol-4-phosphate，MEP）；然后 MEP 再经过一系列酶的连续催化反应，最终可转化为 IPP 和DMAPP。

5 碳单位的 IPP 和 DMAPP，可以进一步缩合生成 10 碳单位的香叶基焦磷酸（geranyl pyrophosphate，GPP）；一分子的 GPP 和一分子的 IPP 在法尼基焦磷酸合成酶的催化下，可进一步生成 15 碳单位的法尼基焦磷酸（farnesyl pyrophosphate，FPP）；同样的，在香叶基香叶基焦磷酸合成酶的催化下，一分子的 FPP 和一分子的 IPP 可进一步生成 20 碳原子的香叶基香叶基二磷酸（geranylgeranyl diphosphate，GGPP）。然后，在八氢番茄红素合成酶的催化作用下，两分子的 GGPP 经缩合生成 40 碳单位的八氢番茄红素，并在进一步经酶催化反应转化为番茄红素，最后在番茄红素环化酶的催化作用下，生成类胡萝卜素。而类胡萝卜素在类胡萝卜素裂解双加氧酶进攻下，第 9 及 10 个碳原子和 9`及 10`个碳原子之间的碳碳双键发生加氧反应使得双键断裂，形成两个紫罗兰酮分子（ionone，C13）和一分子具有双醛结构的 C14 分子。

参考：

[1]卢彦坪.解脂耶氏酵母合成β-紫罗兰酮的代谢工程研究[D].华南理工大学,2020.DOI:10.27151/d.cnki.ghnlu.2020.000162.

[2]祝纤纤,仝涛.β-紫罗兰酮的生物活性与其衍生物的构效关系研究进展[J].食品安全质量检测学报,2023,14(08):101-108.DOI:10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2023.08.006.

[3]CN1483713A