CN101519355A

CN101519355A - 二氢茉莉酮酸甲酯的制备方法

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Publication number: CN101519355A
Application number: CN200910021801A
Authority: CN
Inventors: 胡雨来; 冯惠娟; 黄丹凤; 徐长明
Original assignee: Northwest Normal University
Current assignee: Northwest Normal University
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2029-03-17
Also published as: CN101519355B

Abstract

本发明提供了一种二氢茉莉酮酸甲酯的合成方法，是以2－戊基环戊烯酮为原料，与烯丙基溴化锌试剂进行1，4－Michael加成，生成2－戊基－3－烯丙基环戊酮；再将2－戊基－3－烯丙基环戊酮在水合三氯化钌催化下，高碘酸钠氧化合成二氢茉莉酮酸，然后将二氢茉莉酮酸进行酯化，得到二氢茉莉酮酸甲酯。本发明原料廉价易得，成本低；工艺简单，操作方便；反应条件温和，易于控制；合成路线短，大大缩短了合成周期；反应产物单一，产率高(可达65％～85％)，污染少，对环境友好。

Description

二氢茉莉酮酸甲酯的制备方法

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种二氢茉莉酮酸甲酯的合成方法，尤其涉及一种应用有机锌试剂合成二氢茉莉酮酸甲酯的方法。

背景技术

二氢茉莉酮酸甲酯是最新合成的类茉莉酮类化合物，是现代香料工业中十分重要的一种香料。二氢茉莉酮酸甲酯为无色至淡黄色液体，具有浓郁的茉莉香气，又带有清新兰惠雅香，挥发缓慢平缓，留香持久。其结构式如下：

二氢茉莉酮酸甲酯不溶于水，但能溶于乙醇等有机溶剂中。它可以不经制配直接作为香料，用来调配人造茉莉油；在香型香精中还可以作为食品香精的增效剂；此香料不仅香气清新幽雅，而且用于调香不会引起变色，作为茉莉系列的主香剂，在香精配方中的用量高达20％，可以用于其它花香型香精的协调剂。

由于二氢茉莉酮酸甲酯不存在于天然香料中，因此通过化学合成来获得是一个重要的途径。目前合成二氢茉莉酮酸甲酯，主要采用(1)先合成中间体2-戊基环戊烯酮，再与丙二酸二甲酯缩合、脱羧而得；(2)先合成6-羰基-十二-2-烯酸甲酯，再闭环而得；(3)先合成2-戊基-1，3-环戊二酮，再与丙二酸等反应制得。这些方法原料不易制得，制作工艺复杂，合成路线长。因此寻找简捷地、有效地合成二氢茉莉酮酸甲酯的方法具有一定的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的缺陷与不足之处，提供一种原料简单易得，反应路线短，反应时间短，反应产物单一的合成二氢茉莉酮酸甲酯的方法。

本发明合成二氢茉莉酮酸甲酯的方法，是以2-戊基环戊烯酮为原料，与烯丙基溴化锌试剂进行1，4-Michael加成，生成2-戊基3-烯丙基环戊酮；再将2-戊基-3-烯丙基环戊酮在水合三氯化钌催化下、高碘酸钠氧化合成二氢茉莉酮酸，然后将二氢茉莉酮酸进行酯化，得到二氢茉莉酮酸甲酯。其具体合成工艺如下：

(1)2-戊基-3-烯丙基环戊酮的制备

以四氢呋喃为溶剂，将烯丙基溴化锌试剂与2-戊基环戊烯酮、催化剂、路易斯酸、三乙胺或三苯基磷以(1:0.25:0.0125:0.5:0.125)～(1:0.5:0.01:1:0.25)的摩尔比加入到反应器中，在氮气保护下，于0～-15℃下反应6～8小时，用0.1mol/L～0.5mol/L的盐酸洗涤，乙醚萃取，干燥，分离得2-戊基-3-烯丙基环戊酮。

本发明采用的催化剂为乙酰丙酮镍、三苯基磷氯化钯、三苯基磷氯化镍、三苯基磷氯化钴、氯化钯或氯化镍；路易斯酸为三甲基氯硅烷、四氯化钛、三氯化铁或三氯化铝。

(2)二氢茉莉酮酸的制备

将2-戊基-3-烯丙基环戊酮与高碘酸钠、水合三氯化钌以(1:5.5:0.02)～(1:10.5:0.05)的摩尔比溶于乙腈和水的混合液中，在室温下反应5～7小时；加入乙酸乙酯搅拌，过滤，先用0.1mol/L～0.5mol/L的盐酸洗涤，然后用饱和的硫代硫酸钠溶液洗涤，柱层析，得化合物二氢茉莉酮酸。

上述乙腈和水的混合液中乙腈和水的体积比为1:1～1:3。

(3)二氢茉莉酮酸甲酯的制备

在0～-15℃下，将二氢茉莉酮酸甲酯与二氯亚砜以1:1.2～1:1.5的摩尔比溶于无水甲醇中，在室温下搅拌3～5小时，蒸干溶剂，即得目标产物二氢茉莉酮酸甲酯。

本发明采用的烯丙基溴化锌试剂可由市场上购买得到，也可以通过下述方法制备而得：以四氢呋喃为溶剂，将烯丙基溴化锌试剂以1:1.1～1:1.2的摩尔比加入到反应器中，再加入锌粉质量1％～5％的锌粉活化剂，在惰性气体保护下反应1～2小时即得目标产物烯丙基溴化锌试剂。

本发明制备的二氢茉莉酮酸甲酯通过红外光谱图(IR)、氢核磁共振波谱图(¹HNMR)、碳核磁共振波谱图(¹³CNMR)检测，其图谱数据与文献报道的相符，说明二氢茉莉酮酸甲酯成功合成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明合成二氢茉莉酮酸甲酯的方法，是应用烯丙基溴化锌试剂与2-戊基环戊烯酮进行1，4-Michael加成，再经水合三氯化钌催化、高碘酸钠氧化合成二氢茉莉酮酸，然后再将其酯化合成二氢茉莉酮酸甲酯，大大缩短了合成路线，缩短了整个合成周期，同时有效降低了合成成本。

2、本发明的合成方法原料廉价易得，成本低，反应条件温和，操作简单，易于工业化生产。

3、产率高，总收率可达65％～85％。

具体实施方式

下面通过具体实施对本发明做进一步的说明。

步骤一：2-戊基环戊烯酮的制备

2-戊基环戊烯酮可以从市场上购买，也可以通过以下工艺制备而得：

将NaOH(0.83g)，H₂O(75ml)加入三口瓶，用水浴加热到25℃，从滴液漏斗滴加环戊酮(38g)，滴加时保持反应温度不超过32℃，加完后再滴加正戊醛(22g)，保持反应液温度不超过32℃。加完后在28℃反应1h，加入乙酸(1.5g)搅拌2min，分出有机层，用饱和食盐水洗一次。

加入NaHSO₄溶液，在室温下搅拌20min，加入少量正丁醇。分出有机层，用饱和的食盐水溶液洗一次。把有机层放入圆底烧瓶中，加入正丁醇(132ml)和40％的HBr(6.5ml)，加热回流1.5h后，将反应液冷却，倒入分液漏斗，依次用饱和的NaCl、NaHCO₃、NaCl溶液洗涤，有机层用无水MgSO₄干燥。用水泵减压蒸去正丁醇，再用油泵减压蒸馏。收集130℃～140℃，0.085MPa的馏分，得无色液体，即为2-戊基环戊烯酮。产率65％。其反应式如下：

产物的谱图数据表征如下：

IR(KBr)v_maxcm^-1：2926，2858，1704，1633；

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝0.83-0.90(m，3H)，1.25-2.58(m，12H)，7.29-7.31(m，1H)；

¹³CNMR(100Hz，CDCl₃)：δ＝210.1，157.3，146.5，34.5，31.5，27.4，26.4，22.4，13.9。

步骤二：2-戊基-3-烯丙基环戊酮的制备

(一)烯丙基溴化锌试剂的制备

烯丙基溴化锌试剂可以从市场上购买，也可以通过以下工艺制备而得：

在干燥的二颈瓶(50ml)中放入锌粉(0.021mol)，用氮气置换瓶中的空气，加入四氢呋喃(THF)(3ml)和1，2-二溴乙烷(4～5滴)，将反应混合物加热直到有气泡产生，自然冷却到室温，加入三甲基氯硅烷(Me3SiCl)(4～5滴)，室温搅拌15min，然后加入烯丙基溴(0.020mol)和四氢呋喃(THF)(10ml)，搅拌反应，备用。其反应式如下：

(二)在氮气保护下，向另一100ml三颈瓶中放入乙酰丙酮镍(Ni(acac)2)(0.0012mol)，三乙胺(Et₃N)或三苯基磷(Ph₃P)(0.0048mol)，四氢呋喃(THF)(10ml)将反应混合物加热至60℃，搅拌反应10min，冷却至室温，慢慢加入上述制备的烯丙基溴化锌试剂，加完后将反应混合物用冰盐浴冷至-15℃。然后从滴液漏斗中滴加2-戊基环戊烯酮(0.010mol)，三甲基氯硅烷(Me₃SiCl)(0.018mol)和四氢呋喃(THF)(5ml)组成的混合物。加完后继续搅拌反应，让冰盐浴自然升温至室温，共反应了12小时。然后向反应瓶中加入10ml的5mol/L HCl，再搅拌反应1小时。加10ml乙醚，萃取，分出有机相。用无水硫酸镁干燥，蒸去溶剂后将剩余物进行柱层析，得无色或浅黄色液体，即为2-戊基-3-烯丙基环戊酮。产率73％。其反应式如下：

产物的谱图数据表征如下：

IR(KBr)v_maxcm^-1：2927，2858，1740，1641；

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝0.87(t，J＝7.0Hz，3H)，1.26-2.43(m，16H)，5.05-5.10(m，1H)，5.77-5.79(m，1H)，5.81-5.88(m，1H)；

¹³CNMR(100Hz，CDCl₃)：δ＝221.1，135.8，116.6，54.2，41.1，38.6，37.7，32.1，28.0，26.5，26.4，22.4，14.0。

步骤三：二氢茉莉酮酸的制备

在50ml圆底烧瓶中加入0.388g2-戊基-3-烯丙基环戊烯酮，再加入7ml水和7ml乙腈，然后加入1g高碘酸钠，搅拌，再加入0.02g水合三氯化钌，溶液的温度逐渐上升到30℃，维持反应物温度在12℃～20℃下，慢慢加入3.5g高碘酸钠，加完后使反应物在17℃下搅拌2小时，然后加入乙酸乙酯搅拌反应1小时，过滤，滤液用0.1mol/L盐酸洗涤，然后用饱和的Na₂S₂O₃溶液洗涤，用乙酸乙酯萃取，收集有机层，蒸干溶剂，得黄色糊状液体，柱层析，得无色液体，即为二氢茉莉酮酸。产率92％。其反应式如下：

产物谱图数据表征如下：

IR(KBr)v_maxcm^-1：2924，2854，1739，1710，1459；

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝0.88(t，J＝7.2Hz，3H)，1.23-2.68(m，16H)，11.18(s，1H)；

¹³CNMR(100Hz，CDCl₃)：δ＝219.6，178.1，54.1，38.7，37.7，37.6，32.0，27.7，27.1，26.2，22.4，14.0。

步骤四：二氢茉莉酮酸甲酯的制备

将0.55g二氢茉莉酮酸甲酯和无水甲醇(20ml)加入到三颈瓶中，在0～-15℃下缓慢滴加二氯亚砜(SOCl₂)(1.5ml)，搅拌反应1小时后撤去冰盐浴，在室温下继续搅拌3～5小时后，在旋转蒸发仪上蒸去无水甲醇，得到目标产物二氢茉莉酮酸甲酯。产率84％，其反应式如下：

产物谱图数据如下：

IR(KBr)v_maxcm^-1：2955，2930，2859，1739，1437，1166；

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝0.87(t，J＝7.0Hz，3H)，1.22-2.65(m，16H)，3.71(s，1H)；

¹³CNMR(100Hz，CDCl₃)：δ＝219.7，172.6，54.1，51.6，38.9，38.0，37.7，32.0，27.8，27.2，26.3，22.4，14.0。

使用其它催化剂、路易斯酸的实施例与上述实施例相同。

Claims

1、一种二氢茉莉酮酸甲酯的合成方法，依次包括以下工艺步骤：

(1)2-戊基-3-烯丙基环戊酮的制备

以四氢呋喃为溶剂，将烯丙基溴化锌试剂与2-戊基环戊烯酮、催化剂、路易斯酸、三乙胺或三苯基磷以(1:0.25:0.0125:0.5:0.125)～(1:0.5:0.01:1:0.25)的摩尔比加入到反应器中，在氮气保护下，于0～-15℃下反应6～8小时，洗涤，萃取，干燥，分离得2-戊基-3-烯丙基环戊酮；

(2)二氢茉莉酮酸的制备

将2-戊基-3-烯丙基环戊酮与高碘酸钠、水合三氯化钌以1:5.5:0.02～1:10.5:0.05的摩尔比溶于乙腈和水的混合液中，在室温下反应5～7小时；加入乙酸乙酯搅拌，过滤、洗涤、分离得化合物二氢茉莉酮酸；所述乙腈和水的混合液中乙腈和水的体积比为1:1～1:3；

(3)二氢茉莉酮酸甲酯的制备

2、如权利要求1所述二氢茉莉酮酸甲酯的合成方法，其特征在于：步骤(1)中所述的催化剂为乙酰丙酮镍、三苯基磷氯化钯、三苯基磷氯化镍、三苯基磷氯化钴、氯化钯或氯化镍。

3、如权利要求1所述二氢茉莉酮酸甲酯的合成方法，其特征在于：步骤(1)中所述的路易斯酸为三甲基氯硅烷、四氯化钛、三氯化铁或三氯化铝。

4、如权利要求1所述二氢茉莉酮酸甲酯的合成方法，其特征在于：步骤(1)中所述洗涤用0.1mol/L～0.5mol/L的盐酸洗涤。

5、如权利要求1所述二氢茉莉酮酸甲酯的合成方法，其特征在于：步骤(2)中所述洗涤，是先用0.1mol/L～0.5mol/L的盐酸洗涤，然后用饱和的硫代硫酸钠溶液洗涤。