特丁基对苯二酚

一种抗氧化剂

特丁基对苯二酚

特丁基对苯二酚(tertiary butylhydroquinone、TBHQ)[0]，又名叔丁基对苯二酚[1]、叔丁基氢醌[2]，是一种人工合成的酚类抗氧化剂[4]，分子式为C10H14O2，分子量为166.22。[0]外观呈白色至淡灰色结晶或结晶性粉末，有极轻微特殊气味。沸点为300℃，熔点为126.5℃～128.5℃。[0]溶于乙醇、乙酸、乙酯、异丙醇中，几乎不溶于水。[0]特丁基对苯二酚具有良好的热稳定性。遇铁、铜不变色，但如有碱存在可转为粉红色。[1]特丁基对苯二酚对多数油脂，尤其是植物油，有良好的抗氧稳定性，也可抑制细菌、霉菌和黄曲霉素B1等微生物产生。[1][5]酸性和氯化钠可增强特丁基对苯二酚的抑菌效果。[6]工业上以对苯二酚为原料，分别与异丁烯、叔丁醇或甲基叔丁基醚（MTBE），在酸性催化剂和溶剂中进行反应得到特丁基对苯二酚。[7]美国于1972年批准特丁基对苯二酚作为食品添加剂使用，中国于1991年批准使用。[8]特丁基对苯二酚在食品领域作为抗氧化剂，用于多种油脂、腌肉制品及膨化食品等，最大使用量为0.2g/kg。[9]特丁基对苯二酚还可用于动物饲料、生物柴油、化妆品、香精香料等不同领域。[10][11]

特丁基对苯二酚(tertiary butylhydroquinone、TBHQ)[1]，又名叔丁基对苯二酚[2]、叔丁基氢醌[3]，是一种人工合成的酚类抗氧化剂[5]，分子式为C10H14O2，分子量为166.22。[1]外观呈白色至淡灰色结晶或结晶性粉末，有极轻微特殊气味。沸点为300℃，熔点为126.5℃～128.5℃。[1]溶于乙醇、乙酸、乙酯、异丙醇中，几乎不溶于水。[1]特丁基对苯二酚具有良好的热稳定性。遇铁、铜不变色，但如有碱存在可转为粉红色。[2]

特丁基对苯二酚对多数油脂，尤其是植物油，有良好的抗氧稳定性，也可抑制细菌、霉菌和黄曲霉素B1等微生物产生。[2][6]酸性和氯化钠可增强特丁基对苯二酚的抑菌效果。[7]工业上以对苯二酚为原料，分别与异丁烯、叔丁醇或甲基叔丁基醚（MTBE），在酸性催化剂和溶剂中进行反应得到特丁基对苯二酚。[8]美国于1972年批准特丁基对苯二酚作为食品添加剂使用，中国于1991年批准使用。[9]特丁基对苯二酚在食品领域作为抗氧化剂，用于多种油脂、腌肉制品及膨化食品等，最大使用量为0.2g/kg。[10]特丁基对苯二酚还可用于动物饲料、生物柴油、化妆品、香精香料等不同领域。[11][12]

发展历史

1972年，美国FDA批准TBHQ用作食品添加剂，之后世界上其它国家也批准TBHQ作为食品添加剂使用，中国在1991年批准使用。[9]日本未批准TBHQ作为油脂抗氧化剂，并以此作为一种技术壁垒手段，要求方法检出限值达到1mg/kg。[13]

食品领域

TBHQ的抗氧化性能优于丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）、没食子酸丙酯（PG）[2]，可作为抗氧化剂在食品领域广泛使用，用于食用油脂、油炸食品、饼干、方便面、腌肉制品及膨化食品等，最大使用量为0.2g/kg。[10]TBHQ在油煎食品时，会随油脂进入食品中而起作用，但在食品焙烤过程中则作用较差。[14]TBHQ对其他的抗氧化剂和螯áo合剂有增效作用。在其他的酚类抗氧化剂都不起作用的油脂中，它依旧有效[14]。TBHQ可有效防止冷冻馅饼、鱼和鱼肉馅产生腐败气味。TBHQ和BHA配合使用可防止切块猪肉和牛肉退色，产生腐败气味。[15]

化妆品领域

TBHQ作为抗氧化剂可用于化妆品领域。化妆品由油脂、蜡类、表面活性剂和香料等物质组成，在加工、贮存、使用过程中极易受到光、热、酶、金属离子等作用而发生氧化，导致酸败而变质、变味，产生刺激等安全性问题。在化妆品中添加TBHQ可防止化妆品氧化酸败，保证化妆品质量安全。[16][17]

香精香料领域

TBHQ作为抗氧化剂可用于香精香料领域。香精香料是用多种香料、适量溶剂以及其他成分调配而成，广泛用于食品、日化用品、烟草等行业，而在生产香精香料的过程中，添加TBHQ抗氧化剂以延缓香精的氧化变质，同时提高其稳定性，并延长储存时间。[18][19]

化工领域

在化工领域，TBHQ可作为有机合成中间体。将TBHQ链接到高分子母体上，形成高分子抗氧化剂。TBHQ与异丁烯或叔丁醇反应，可生成2,5—二叔丁基对苯二酚。由TBHQ还可以合成食品抗氧剂丁基羟基茴香醚（BHA）。[20]

其它领域

TBHQ作为抗氧化剂可用于动物饲料。饲料中脂肪含量比较丰富，添加TBHQ可保证安全。[11]TBHQ可用于生物柴油。因为生物柴油自身氧化安定性较差，添加TBHQ后能显著提高生物柴油的抗氧化能力。TBHQ也可用作感光剂和化妆品添加剂。[12]

理化性质

特丁基对苯二酚外观呈白色至淡灰色结晶或结晶性粉末，有极轻微特殊气味。溶于乙醇、乙酸、乙酯、异丙醇、乙醚及油脂等，几乎不溶于水，25℃时，在水中的溶解度小于1%；95℃时，在水中的溶解度为5%。沸点为300℃，熔点为126.5℃～128.5℃。[1]TBHQ对热稳定。遇铁、铜不变色，但如有碱存在可转为粉红色。TBHQ对多数油脂，尤其是植物油，有良好的抗氧稳定性，但不能稳定油脂的颜色和气味。[2]

以叔丁醇为烷基化试剂的合成法

以对苯二酚和叔丁醇为原料，以浓硫酸、磷酸、苯磺酸等液体酸为催化剂，在水与有机溶剂组成的混合溶剂中进行反应，产物可通过结晶法进行提纯。[21]反应如下图所示[21]

对苯二酚与叔丁醇生成TBHQ
对苯二酚与叔丁醇生成TBHQ

以异丁烯为烷基化试剂的合成法

以对苯二酚和异丁烯为原料，以不同的酸为催化剂，在不同的溶剂中进行烷wán基化反应。[22]反应如下图所示[8]

对苯二酚与异丁烯生成TBHQ
对苯二酚与异丁烯生成TBHQ

以甲基叔丁醚为烷基化试剂的合成法

以对苯二酚和甲基叔丁醚（MTBE）为原料，以酸为催化剂，在溶剂中进行反应得产物HBHQ。[22]反应如下图所示。[8]由于MTBE法对人体与环境的毒害较大，几乎只限于实验室的理论研究，其工业应用无法推广。[22]

对苯二酚与MTBE生成TBHQ
对苯二酚与MTBE生成TBHQ

检测方法

TBHQ与二甲胺通过酰胺化反应会形成新的化学物质，以此可进行定性检测。将样品溶于甲醇中，向其滴入几滴25%的二甲胺水溶液，溶液颜色变粉红色至红色。[14]TBHQ也可采用气相色谱法和高效液相色谱法进行检测。[6][23]

毒理学依据

LD50：0.7～1.0g/kg，大鼠，经口。[14]

健康危害

TBHQ的毒性特点是急性毒低，属于安全A（Ⅰ）类产品，对皮肤和眼睛轻微刺激性，未发现蓄积性。TBHQ及其活性代谢产物特丁基对苯醌kūn（TBBQ）均对人单核细胞白血病U937细胞具有细胞毒性，且TBBQ细胞毒性更强。虽然没有关于TBHQ对人类致癌性的流行病学研究。但动物实验证明，高剂量的TBHQ与致癌作用相关。[24]同时有研究表明，TBHQ能导致DNA损伤。[25]

相关规定

欧盟的大部分国家、中国香港等都不允许在食品中添加TBHQ。[26]

参考资料 26

  1. 参考 1
  2. 参考 2
  3. 参考 3
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 参考 20
  21. 参考 21
  22. 参考 22
  23. 参考 23
  24. 参考 24
  25. 参考 25
  26. 参考 26
广告位：底部（ad-bottom）—— 请到中台「公共区块」编辑此内容