Tetrametylopirazyna to jeden z najważniejszych związków aromatycznych z klasy pirazyny, cieszący się dużym zainteresowaniem na rynku i stosowany jako naturalny środek aromatyzujący w szerokiej gamie produktów konsumenckich, od produktów spożywczych po dodatki w wyrobach tytoniowych i waporyzatorach.
Zapach tetrametylopirazyny zależy w dużym stopniu od jej stężenia. Opisywano ją jako czekoladową, słodką, kawową, kakaową, a nawet ziołową lub paloną fasolę. Możemy tylko powiedzieć, że nasza tetrametylopirazyna ma bardzo przyjemny złożony i arystokratyczny zapach.
Natychmiast po otrzymaniu tetrametylopirazyna ma postać małych igiełkowatych kryształków. Jeśli zawartość zanieczyszczeń w tetrametylopirazynie jest większa niż 2%, wówczas nabiera żółtawego odcienia. Jej kryształy topią się w dość wysokich temperaturach i wrzą w temperaturze 190°C. Pomimo wysokich temperatur topnienia i wrzenia tetrametylopirazyna jest bardzo lotna. W zamkniętym naczyniu stopniowo odparowuje i tworzy długie kryształy, które widać na zdjęciu.
Oczyszczona tetrametylopirazyna
W odróżnieniu od innych pirazyny, których technologię syntezy opracowała nasza firma (np. 2,3-dimetylopirazyna i 2,3,5-trimetylopirazyna) (tutaj należy podać hiperłącze do sekcji poświęconej syntezie tych pirazyny) pirazyny), do syntezy 2,3,5,6-tetrametylopirazyny potrzebny jest tylko jeden prekursor organiczny – acetoina. Używamy wyłącznie naturalnej acetoiny o wysokim stopniu czystości, która otrzymywana jest jako produkt życiowej aktywności mikroorganizmów. Natomiast do syntezy tetrametylopirazyny w dużych ilościach możemy zastosować produkcję acetoiny z ketonu metylowo-etylowego metodami elektrochemicznymi.
Złożony mechanizm reakcji syntezy tetrametylopirazyny, który wykorzystuje nasza firma, można w skrócie opisać jednym równaniem:
Udało nam się tak dobrać wszystkie odczynniki, aby synteza przebiegała w umiarkowanych temperaturach i w jednym etapie. Wdrożyliśmy koncepcję „zielonej chemii”, dzięki czemu nasze medium reakcyjne nie zawiera rozpuszczalników organicznych oraz żadnych składników toksycznych lub szkodliwych dla środowiska. Dzięki temu mamy pewność, że gotowa tetrametylopirazyna nie będzie zawierała żadnych zanieczyszczeń rozpuszczalnikami organicznymi.
Dokładne zbadanie warunków syntezy tetrametylopirazyny oraz badanie wpływu soli amonowych na produktywność tej syntezy doprowadziło do optymalizacji wydajności syntezy do poziomu ponad 60% teoretycznie możliwej. Synteza tetrametylopirazyny trwa zaledwie kilka godzin, a warunki syntezy dobraliśmy tak, aby zminimalizować zużycie energii.
Podobnie, zgodnie z koncepcją „zielonej chemii”, opracowaliśmy metodę izolowania i oczyszczania tetrametylopirazyny. Krótko mówiąc, po zakończeniu syntezy zmieniamy temperaturę masy reakcyjnej, jej pH i stopień rozcieńczenia. Nie używamy żadnych rozpuszczalników organicznych i toksycznych odczynników. W wyniku dokładnego doboru optymalnych warunków, praktycznie cała tetrametylopirazyna wytrąca się w postaci żółto-brązowego osadu. Separujemy ten osad poprzez skuteczną filtrację i kierujemy go do oczyszczania.
Ostatnim etapem procesu jest wyodrębnienie czystej lub bardzo czystej tetrametylopirazyny. Podobnie jak w przypadku poprzednich procesów, nasze badania naukowe zaowocowały metodą, która nie wymaga żadnych rozpuszczalników organicznych ani specjalnych odczynników. Proces czyszczenia jest bardzo energooszczędny i generuje niewiele odpadów, które nie są toksyczne ani szkodliwe dla środowiska. Po oczyszczeniu kryształy tetrametylopirazyny umieszcza się na paletach i suszy przez kilka dni nad specjalnie dobranym odczynnikiem suszącym. Regenerujemy ten odczynnik, dzięki czemu w procesie suszenia nie powstają żadne odpady. Wielokrotne oczyszczanie pozwala na otrzymanie tetrametylopirazyny o dowolnym stopniu czystości, w zależności od potrzeb klienta. Przykładowo po pierwszym czyszczeniu czystość produktu wynosi 98,5%, po dwóch kolejnych czyszczeniach – 99,8%.
