Chương 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3. Các phương pháp sản xuất vanillin
1.3.2. Sản xuất vanillin bằng tổng hợp hoá học
Q trình hóa học đầu tiên để thu vanillin được thực hiện bởi Tiemann vào năm 1876. Nguyên liệu là eugeneol có trong tinh dầu cây đinh hương và được sử dụng thương mại cho đến những năm 1920. Sau đó vanillin được tổng hợp bằng
dịch kiềm sunphit giàu lignin là sản phẩm phụ của ngành công nghiệp giấy. Q trình tổng hợp vanillin bao gồm xử lí dung dịch lỏng chứa lignin bằng các chất oxi hóa, pH kiềm, nhiệt độ và áp suất cao. Các chất oxi hóa có thể là khơng khí, oxi, nitrobenzene hoặc khơng có sự hỗ trợ của các chất xúc tác. Lignin bị phân hủy và oxi hóa, vanillin được tạo thành kèm theo các sản phẩm phụ khác [15].
Sự có mặt của các chất tạp nhiễm địi hỏi phải sử dụng các quá trình tinh sạch cao. Ngày nay sản xuất vanillin từ lignin không phổ biến nữa bởi vì tác động xấu tới mơi trường. Hơn nữa, dù là cơ chất có nguồn gốc từ tự nhiên song tổng hợp vanillin từ lignin vẫn bị ghi nhãn là vanillin nhân tạo bởi vì có sự biến đổi hóa học để thu được sản phẩm cuối cùng [31].
Ngày nay hầu hết vanillin tổng hợp được sản xuất từ nguyên liệu hóa dầu guaiacol và acid glyoxylic [42]. Đây là một quá trình gồm hai bước bắt đầu với phản ứng ngưng tụ trong môi trường kiềm giữa guanicol và acid glyoxylic tạo thành acid vanillylmandelic và tiếp đó được chuyển thành vanillin bởi q trình loại nhóm CO2 oxi hóa. Thứ tự của các phản ứng được chỉ ra ở hình 2.8.
Hình 1.8: Thứ tự các phản ứng tổng hợp vanillin từ guaiacol
(Kirk & Othmer, 1983)
Vanillin thu được từ guaiacol bằng kĩ thuật này gần như khơng có các sản phẩm phụ, do vậy vai trị của quy trình tinh sạch sản phẩm sẽ được đơn giản hóa. Mặc dù q trình này làm giảm tác động mạnh tới mơi trường khi so sánh với sản xuất từ lignin, song guaiacol là một sản phẩm hóa dầu cũng như vanillin khi
tổng hợp từ lignin đều có sự thay đổi hóa học mạnh tạo ra sản phẩm cuối cùng nên chúng vẫn bị ghi nhãn “nhân tạo” [81].