CN101323567A - 制备肉桂酸酯及其衍生物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制备肉桂酸酯及其衍生物的方法，如下图所示，其中，R1为氢、4－甲氧基或3－硝基；R为甲基、乙基或异丙基；制备是以取代的苯甲醛和丙酮为原料，在NaOH溶液条件下，缩合得到取代苯亚甲基丙酮。将得到的取代苯亚甲基丙酮与氧化铜、碘、吡啶和醇以“一锅法”反应，再加入碳酸钾，即得到肉桂酸酯及其衍生物。本发明的优点在于原料廉价、操作简单、反应条件温和、环境友好，为工业上制备肉桂酸酯及其衍生物提供了一种可行的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种肉桂酸酯及其衍生物的制备方法。
背景技术
肉桂酸酯由于具有水果或花香的特殊香味，常用于食用香精和日化香精的配料中。例如肉桂酸甲酯用于香料工艺作定香剂，常用于调配康乃馨、东方型花香香精，用于肥皂、洗涤剂，也用于风味剂和糕点，作为有机合成中间体，主要用于医药农药工业；对甲氧基肉桂酸乙酯是莪术根茎中抗真菌的主要活性成分，它具有广谱的抗真菌作用，对红色发癣菌(皮肤真菌病主要病原菌之一)的最小抑制浓度小于10mg/L，对其它皮肤致病真菌也有一定的抑制作用；对甲氧基肉桂酸辛酯由于对280nm～320nm紫外线有良好吸收能力且吸收率高，是防晒化妆品的核心所在。因此研究和开发肉桂酸酯的合成乃当务之急，尤其是作为欧盟各国防晒品中主要成分的对甲氧基肉桂酸酯。如何低成本高产率的制备，更待解决。目前涉及肉桂酸酯及其衍生物的化学合成方法有很多，这里主要介绍一下几种：
(1).以苯甲醛为原料由Perkin反应制备
Perkin反应是芳香醛和酸酐在碱(通常用与酸酐相应的羧酸盐)的催化下进行亲核加成，再失去一分子羧酸，得到β-芳基-α，β-不饱和酸。因原料便宜，在生产上经常使用。Perkin反应是制备肉桂酸酯类化合物最常用的方法之一，但它存在反应温度较高，使用催化剂碱性较强，产率偏低等缺点。
(2).以苯甲醛为原料由Knoevenagel反应制备
本反应是对Perkin反应的改进，，它将酸酐改为含有两个吸电子的活泼亚甲基化合物，同时催化剂改为吡啶等有机弱碱，此法所用温度较低，产率较好。国内金继曙用此路线合成了对甲氧基肉桂酸乙酯，按常规方法缩合产率70％，酸和乙醇的酯化反应用浓硫酸催化，回流反应6h，酯产率78％。
(3).以苯甲醛为原料由羟醛缩合反应制备
1996年美国专利US 5527947公开了一种方法，将对甲氧基苯甲醛和乙酸甲酯溶解在常规烃类溶剂(包括脂族和芳族溶剂如庚烷、辛烷、环己烷、甲苯、二甲苯等)中，用甲醇钠等强碱作催化剂，缩合反应条件温和，于40～65℃反应2～6h，缩合混合物再用强多元酸如硫酸、丁二酸等酸化。此美国专利在中国也申请了专利，专利号CN 1170401，1998年公开。
(4).以卤苯为原料由Heck偶联反应制备
1995年德国专利DE 4405830以及2007年中国专利CN 101037388均报道了以卤苯为原料，在Pd/碱催化剂作用下，和丙烯酸酯发生偶联反应，生成肉桂酸酯。此方法需要无水无氧操作，使用的催化剂Pd贵重，成本高。
(5).以苯甲醛和α位卤代的乙酸酯为原料制备
Tetrahedron letters 2007年第48期第8687页上报道了利用苯甲醛和α位卤代的乙酸酯在三乙胺，三苯基氧磷和三氯硅烷作用下得到肉桂酸酯，产率可得到73％。原料α位卤代的乙酸酯不易得，制备成本较高。
发明内容
本发明的目的在于介绍一种新颖的制备肉桂酸酯以及衍生物的方法，该法成本低、操作简单、反应条件温和、环境友好。
本发明的肉桂酸酯以及衍生物的制备方法，按下述反应路线进行：
其中，R1为氢、4-甲氧基或3-硝基；R为甲基、乙基或异丙基；
所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法步骤包括：
步骤(1).取代苯甲醛和丙酮在NaOH溶液条件下发生羟醛缩合，反应温度为30～50℃，搅拌1.5～7.0小时，冷却后用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏出去溶剂，即得到取代苯亚甲基丙酮；
步骤(2).将步骤(1)制得的取代苯亚甲基丙酮与氧化铜、碘、碱A和醇以“一锅法”反应，回流24～48小时后，再加入碱B搅拌8～16小时，蒸馏或重结晶即制得本发明所述的肉桂酸酯及其衍生物。
上述肉桂酸酯以及衍生物的制备方法步骤(1)中使用的醛是茴香醛、4-甲氧基苯甲醛或3-硝基苯甲醛。
步骤(2)中使用的碱A选自三乙胺、碳酸钾或吡啶。条件优化后选用的碱A为吡啶。
步骤(2)中使用的碱B选自吡啶、碳酸钾或氧化铜。条件优化后选用的碱B为碳酸钾。
步骤(2)中使用的原料之间摩尔比为，取代苯亚甲基丙酮∶氧化铜∶碘∶碱A∶碱B＝1∶2∶2∶4∶2，丙酮和醇都过量，所述的碱A为吡啶：碱B为碳酸钾。
本发明的优点在于：
(1).使用了低成本的原料取代苯甲醛和丙酮；
(2).操作简便，反应条件温和；
(3).废水中有机污染物降至最低，环境友好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
的制备
将10.6g苯甲醛(0.1mol)溶解在50mL丙酮(丙酮大大过量)中，再加入100mL水，40℃条件下搅拌，滴加10mL5％的NaOH溶液，搅拌1.5小时后停止反应，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，得到苯亚甲基丙酮，收率90.0％。
向上述制得的5.8g苯亚甲基丙酮(0.04mol)中加入6.4g氧化铜(0.08mmol)、20.4g碘(0.08mmol)、13mL吡啶(0.16mmol)和100mL甲醇(甲醇大大过量)，回流加热32小时后冷却，再加入11.0g碳酸钾(0.08mmol)，继续回流搅拌12小时后停止反应。冷却后过滤除去不溶物，滤液蒸馏，得到目标产物，收率58.4％。
1H NMR(CDCl3，600MHz)，δ(ppm)7.71(d，J＝16.4Hz，1H)，7.54-7.52(m，2H)，7.39-7.38(m，3H)，6.45(d，J＝16.4Hz，1H)，3.80(s，3H)。
实施例2：的制备
向上述制得的5.8g苯亚甲基丙酮(0.04mol)中加入6.4g氧化铜(0.08mmol)、20.4g碘(0.08mmol)、13mL吡啶(0.16mmol)和100mL乙醇(乙醇大大过量)，回流加热24小时后冷却，再加入11.0g碳酸钾(0.08mmol)，继续回流搅拌12小时后停止反应。冷却后过滤除去不溶物，滤液蒸馏，得到目标产物，收率60.2％。
1H NMR(CDCl3，600MHz)，δ(ppm)7.69(d，J＝16.4Hz，1H)，7.53-7.52(m，2H)，7.39-7.37(m，3H)，6.44(d，J＝16.4Hz，1H)，4.27(q，2H)，1.34(t，3H)。
实施例3：
的制备
向上述制得的苯亚甲基丙酮(5.8g，0.04mol)中加入6.4g氧化铜(0.08mmol)、20.4g碘(0.08mmol)、13mL吡啶(0.16mmol)和100mL异丙醇(异丙醇大大过量)，回流加热48小时后冷却，再加入11.0g碳酸钾(0.08mmol)，继续回流搅拌12小时后停止反应。冷却后过滤除去不溶物，滤液蒸馏，得到目标产物，收率62.8％。
1H NMR(CDCl3，600MHz)，δ(ppm)7.67(d，J＝16.4Hz，1H)，7.53-7.51(m，2H)，7.39-7.37(m，3H)，6.42(d，J＝16.4Hz，1H)，5.14(m，1H)，1.30(d，6H)。
实施例4：
的制备
将10.6g对甲氧基苯甲醛(0.1mol)溶解在50mL丙酮(丙酮大大过量)中，再加入100mL水，40℃条件下搅拌，滴加10mL5％的NaOH溶液，搅拌7.0小时后停止反应，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏出去溶剂，得到对甲氧基苯亚甲基丙酮，收率90.0％。
向上述制得的7.0g对甲氧基苯亚甲基丙酮(0.04mol)中加入6.4g氧化铜(0.08mmol)、20.4g碘(0.08mmol)、13mL吡啶(0.16mmol)和100mL乙醇(乙醇大大过量)，回流加热24小时后冷却，再加入11.0g碳酸钾(0.08mmol)，继续回流搅拌12小时后停止反应。冷却后过滤除去不溶物，残余物用乙醇重结晶，得到目标产物，收率66.0％。
1H NMR(CDCl3，600MHz)，δ(ppm)7.64(d，J＝16.2Hz，1H)，7.47(d，2H)，6.90(d，2H)，6.29(d，J＝16.2Hz，1H)，4.24(q，2H)，3.81(s，3H)，1.32(t，3H)。
实施例5：
的制备
将15.1g 3-硝基苯甲醛(0.1mol)溶解在50mL丙酮(丙酮大大过量)，再加入100mL水，40℃条件下搅拌，滴加10mL5％的NaOH溶液，搅拌0.5小时后停止反应，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏出去溶剂，得到3-硝基苯亚甲基丙酮，收率96.0％。
向上述制得的7.6g 3-硝基苯亚甲基丙酮(0.04mmol)中加入6.4g氧化铜(0.08mmol)、20.4g碘(0.08mmol)、13mL吡啶(0.16mmol)和100mL乙醇，回流加热24小时后冷却，再加入11.0g碳酸钾(0.08mol)，继续回流搅拌8小时后停止反应。冷却后过滤除去不溶物，滤液减压蒸馏除去溶剂，残余物用乙醇重结晶，得到黄色固体，收率78.0％。
1H NMR(CDCl3，600MHz)，δ(ppm)8.39(s，1H)，8.23(d，1H)，7.83(d，1H)，7.52(d，J＝16.2Hz，1H)，7.59(m，1H)，6.56(d，J＝16.2Hz，1H)，4.29(q，2H)，1.36。
Claims (6)
1.一种肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征是按下述反应路线进行，
其中，R1为氢、4-甲氧基或3-硝基；R为甲基、乙基或异丙基。
2.根据权利要求1所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，方法步骤包括：
步骤(1).取代苯甲醛和丙酮在NaOH溶液条件下发生羟醛缩合，反应温度为30～50℃，搅拌1.5～7.0小时，生成取代苯亚甲基丙酮；
步骤(2).将步骤(1)制得的取代苯亚甲基丙酮与氧化铜、碘、碱A和醇以“一锅法”反应，回流24～48小时后，再加入碱B搅拌8～16小时，即制得肉桂酸酯及其衍生物。
3.根据权利要求1或2所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中使用的碱A为吡啶。
4.根据权利要求1或2所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中使用的碱B为碳酸钾。
5.根据权利要求2所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中使用的取代苯甲醛是茴香醛、4-甲基苯甲醛或3-硝基苯甲醛。
6.根据权利要求2所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中使用的原料之间摩尔比为，取代苯亚甲基丙酮∶氧化铜∶碘∶碱A∶碱B＝1∶2∶2∶4∶2，丙酮和醇过量；其中，所述的碱A为吡啶，碱B为碳酸钾。
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