CN102503788B - 4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚作为制备香料的应用 - Google Patents

4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚作为制备香料的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及香料和精细化工中间体的制备方法。本发明公开了由4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚(I)制备3,4-二取代苯甲醛(II)的方法:
Figure DDA0000110452100000011
R3选自:氢、甲基或乙基;R4选自:氢、甲基或乙基;或R3R4选自:亚甲基;3,4-二取代苯甲醛按(1)或(2)方法制备:(1)4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚经烷基化、异构化和氧化反应制得藜芦醛、洋茉莉醛、香兰醛或乙基香兰醛;(2)4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚经异构化和氧化反应制得3,4-二羟基苯甲醛。

Description

4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚作为制备香料的应用
技术领域
本发明涉及香料和精细化工中间体的制备方法,具体是由4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚制备3,4-二取代苯甲醛的方法。 
背景技术
藜芦醛,化学名为3,4-二甲氧基苯甲醛: 
Figure BDA0000110452090000011
藜芦醛是有机合成中间体,在医药工业可用来合成药物甲基多巴,也用于生产兽药磺胺增效剂敌菌净。GB2760-1996规定为允许使用的食品用香料。中国专利描述了以邻苯二酚为原料,经醚化、Vilsmeier反应制得藜芦醛[藜芦醛合成方法;CN200910155421.0;藜芦醛的化学合成配方及工艺,CN200810238283.8;一种合成藜芦醛的方法,CN201110034196.2藜芦醛无溶剂催化合成方法,CN200910023935.0]。 
洋茉莉醛,又名胡椒醛,化学名为3,4-亚甲基二氧苯基甲醛。 
中国专利描述了洋茉莉醛的制备方法[胡椒醛的制备方法,ZL01804348.8;以对甲基苯酚为原料制备洋茉莉醛的方法,ZL200510022284.5;洋茉莉醛脱色剂及洋茉莉醛的制备方法,CN201110042491.2;洋茉莉醛及其衍生物合成工艺,ZL200480031582.4;一锅法制备洋茉莉醛的方法,CN200910196309.1;洋茉莉醛的化学合成制备方法,CN201010159483.1;高纯度洋茉莉醛生产工艺,CN200910191127.5;一种合成洋茉莉醛的方法,CN201010100189.3]。 
香兰素,又名香兰醛,化学名为4-羟基-3-甲氧基苯甲醛。乙基香兰素,又名乙基香兰醛,化学名为4-羟基-3-乙氧基苯甲醛。 
Figure BDA0000110452090000013
香兰醛        乙基香兰醛 
香兰素是人类所合成的第一种香精,是重要的食用香料之一,具有香荚兰豆香气及浓欲的奶香,是食品添加剂行业中不可缺少的重要原料,广泛运用在各种需要增加奶香气息的调香食品中。香兰素在国外大量用于生产医药中间体,也用于植物生长促进剂、杀菌剂、润滑油消泡剂、电镀光亮剂、印制线路板生产导电剂等。国内香兰素主要用于食品添加剂,近几年在医药领域的应用不断拓宽,已成为香兰素应用最有潜力的领域。目前香兰素生产方法主要有亚硝化法和乙醛酸法。亚硝化法工艺落后,污染严重,国外已淘汰。而我国香兰素生产主要采用亚硝化法,目前正面临越来越大的环保压力。乙醛酸法操作稳定,产品质量好,“三废”较少。香兰素的制备方法的中国发明专利如下: 
  发明专利号   发明专利名称
  CN00111107.8   一种制备香兰素的方法
  ZL00117415.0   以碱木素利用绿色化学法合成香兰素的方法
  CN00125695.5   以丁香油为原料制备香兰素的方法
  ZL200510100841.0   一种香兰素的制备方法
  CN200610043309.4   一种制备2-溴-4-甲基苯酚的方法以及制备香兰素的方法
  ZL200610052659.7   一种近临界水介质中松柏醛无催化水解制备香兰素的方法
  ZL200810030705.2   一种碱竹木质素制备香兰素的方法
  CN200810034430.X   一种用于香兰素及衍生物合成的催化剂及制备方法
  CN200910045117.0   一种制备香兰素及其类似物的方法
  CN200910126452.3   一种制备香兰素的方法
  CN201010553839.X   乙醛酸法一锅合成香兰素的催化剂及其制备方法
  CN201010566183.5   一种用于合成香兰素的多相催化剂及其制备方法
  CN201110071722.2   一种香兰素的制备方法
3,4-二羟基苯甲醛,具有抗炎和增加冠脉血流量的作用,是四季青叶中抗心绞痛的有效成分,是老头草治疗肾炎的主要有效成分之一。用于香料合成或有机合成。 
在呋喃酚的制备工艺中,在2-(2-甲基烯丙氧基)苯酚催化合成呋喃酚的同时,还生成了副产物4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚;其工艺过程如下: 
本发明拟采用呋喃酚合成工艺中分离得到的副产物——4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚经醚化、异构化和氧化反应制得藜芦醛、洋茉莉醛、香兰醛、乙基香兰醛或3,4-二羟基苯甲醛,变废为宝。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种由4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚(I)制备化学结构式II所示的3,4-二取代苯甲醛的方法: 
Figure BDA0000110452090000023
R3选自:氢、甲基或乙基;R4选自:氢、甲基或乙基;或R3R4选自:亚甲基。 
其特征在于3,4-二取代苯甲醛按(1)或(2)方法制备: 
(1)4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚经烷基化、异构化和氧化反应制得3,4-二取代苯甲醛;制备反应如下: 
Figure BDA0000110452090000031
R3选自:氢、甲基或乙基;R4选自:氢、甲基或乙基;或R3R4选自:亚甲基;烷基化剂选自:二氯甲烷、二溴甲烷、二碘甲烷、碳酸二甲酯、硫酸二甲酯或硫酸二乙酯;碱选自:氢氧化钠或氢氧化钾;氧化剂选自:重铬酸钾、高锰酸钾、臭氧、氧气或空气; 
氧化剂选自:重铬酸钾或高锰酸钾,其特征在于添加对氨基苯磺酸或对氨基苯甲醛,以防止制得的3,4-二取代苯甲醛深度氧化;氧化反应如下: 
Figure BDA0000110452090000032
氧化剂选自:臭氧,其特征在于氧化生成的过氧化物用锌粉-乙酸还原制得3,4-二取代苯甲醛;氧化反应如下: 
Figure BDA0000110452090000033
氧化剂选自:氧气或空气,采用催化氧化,催化氧化催化剂选自:Co2+盐,Co3+盐,Co2O3,Co3O4或Cu2+盐中的一种或几种; 
(2)4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚经异构化和氧化反应制得3,4-二取代苯甲醛;制备反应如下: 
Figure BDA0000110452090000034
R3、R4选自:氢;碱选自:氢氧化钠或氢氧化钾;氧化剂选自:重铬酸钾、高锰酸钾、臭氧、氧气或空气; 
氧化剂选自:重铬酸钾或高锰酸钾,其特征在于添加对氨基苯磺酸或对氨基苯甲醛,以防止制得的3,4-二取代苯甲醛深度氧化。 
氧化剂选自:臭氧,其特征在于氧化生成的过氧化物用锌粉-乙酸还原制得3,4-二取代苯甲醛。 
氧化剂选自:氧气或空气,采用催化氧化,催化氧化催化剂选自:Co2+盐,Co3+盐,Co2O3,Co3O4或Cu2+盐中的一种或几种。 
本发明与现有技术相比具有如下优点: 
首次采用呋喃酚合成工艺中分离得到的副产物——4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯 二酚经醚化、异构化和氧化反应制得藜芦醛、洋茉莉醛、香兰醛、乙基香兰醛或3,4-二羟基苯甲醛,变废为宝。本发明的技术具有工业化生产香料的前景。 
Figure BDA0000110452090000041
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。 
实施例1 
1,2-二甲氧基-4-(2-甲基烯丙基)苯的制备 
冰浴下,在56.0g 4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚中,滴加240.0g 15%氢氧化钠溶液;搅拌,滴加113.5g硫酸二甲酯,加毕,升温至60℃,反应4h;反应液冷却,加200mL甲苯,分去水层,水洗有机相,无水硫酸钠干燥,采用陶瓷散堆填料塔精馏(回流比为8∶1),取沸程为~110℃/5mmHg馏分,得51.0g无色液体1,2-二甲氧基-4-(2-甲基烯丙基)苯,收率78%;1HNMR(CDCl3,400MHz),δ:1.67(s,3H,CH3),3.26(s,2H,CH2),3.85(s,6H,2×OCH3),4.73(s,1H,=CH2),4.80(s,1H,=CH2),6.71(s,1H,C6H33-H),6.72(d,J=8.0Hz,1H,C6H35-H),6.79(d,J=8.0Hz,1H,C6H36-H)。 
实施例2 
1,2-二甲氧基-4-(2-甲基丙烯基)苯的制备 
Figure BDA0000110452090000043
23.1g1,2-二甲氧基-4-(2-甲基烯丙基)苯,4.2g KOH和25mL正丁醇,加热至80℃,反应6h;反应液冷却,倒入冰水中,滴加稀盐酸至中性,加50mL乙酸乙酯萃取,水洗,干燥,回收溶剂,得21.1g浅黄色液体1,2-二甲氧基-4-(2-甲基丙烯基)苯,收率91.5%。 
实施例3 
藜芦醛的制备 
Figure BDA0000110452090000044
4.6g 1,2-二甲氧基-4-(2-甲基丙烯基)苯和60mL乙酸,冰盐浴冷却至0℃,通入O3,氧化1.0h,TLC监测原料点消失;通入N21.0h,缓慢加入10.0g Zn粉,~0℃继续搅拌2.0h;过滤,20mL乙酸乙酯萃取,水洗,无水硫酸钠干燥。柱层析得2.7g白 色固体藜芦醛,收率67.2%,熔点43.6~44.3℃,1HNMR(CDCl3,300MHz),δ:3.95(s,3H,OCH3),3.98(s,3H,OCH3),6.99(d,J=8.4Hz,1H,C6H35-H),7.42(d,J=1.8Hz,1H,C6H32-H),7.47(dd,J=8.4Hz,J=1.8Hz,1H,C6H36-H),9.86(s,1H,CHO);GC-MS(m/z):166(M+),151,137,119,107,95,77。 
实施例4 
5-(2-甲基烯丙基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯的制备 
Figure BDA0000110452090000051
30mL水、26.1g二溴甲烷,搅拌加热至回流。缓慢加入16.4g 4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚、10.0g氢氧化钠和50mL水混合物,加毕,继续回流反应2h;冷却,加入100mL乙酸乙酯,分层,少量氢氧化钠水溶液洗涤,水洗(2×100mL);有机相用无水硫酸钠干燥,旋干溶剂,蒸馏得12.9g无色液体5-(2-甲基烯丙基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯,收率73.4%,1HNMR(CDCl3,300MHz),δ:1.67(t,J=1.2Hz,3H,CH3),3.23(s,2H,CH2),4.73(q,J=1.2Hz,1H,C=CH),4.79~4.80(q,J=1.2Hz,1H,C=CH),5.93(s,2H,CH2O),6.63~6.75(m,3H,C6H3).GC-MS(m/z):176(M+),151,131,103,77。 
实施例5 
5-(2-甲基烯丙基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯的制备 
Figure BDA0000110452090000052
100g N-甲基吡咯烷酮和41.0g K2CO3,搅拌加热至130℃;缓慢加入32.8g 4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚、50g N-甲基吡咯烷酮(NMP)和60g二氯甲烷的混合液;加毕,在130℃反应3h。冷却,抽滤,滤液采用陶瓷散堆填料塔精馏(回流比为6∶1),取沸程为~90℃/5mmHg馏分,得24.9g无色液体5-(2-甲基烯丙基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯,收率70.6%。 
实施例6 
5-(2-甲基丙烯基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯的制备 
Figure BDA0000110452090000053
21.1g5-(2-甲基烯丙基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯,4.2g KOH和25mL正丁醇,80℃反应6h;反应液冷却、倒入冰水中,滴加稀盐酸至中性,加入50mL乙酸乙酯萃取,水洗,干燥,回收溶剂,得18.4g浅黄色液体5-(2-甲基丙烯基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯,收率87.2%。 
实施例7 
洋茉莉醛的制备 
Figure BDA0000110452090000054
4.2g(0.024mol)5-(2-甲基丙烯基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯和60mL乙酸,冰盐浴冷至0℃,通入O3,氧化1.0h,TLC监测原料点消失;通入N21.0h,缓慢加入10.0g Zn粉,在0℃继续搅拌2.0h,过滤,20mL乙酸乙酯萃取,水洗,无水硫酸钠干燥。柱层析得3.1g无色液体,放置冰箱后得无色晶体洋茉莉醛,收率73.8%, 熔点36.8~37.7℃。 
实施例8 
香兰素的制备 
Figure BDA0000110452090000061
按实施例3操作方法,2-甲氧基-4-(2-甲基丙烯基)苯酚经臭氧氧化,生成的过氧化物用锌粉-乙酸还原制得香兰素。 
实施例9 
4-(2-甲基丙烯基)-1,2-苯二酚的制备 
Figure BDA0000110452090000062
0.12mol 4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚,0.075mol KOH和25mL正丁醇,80℃反应6h;反应液冷却、倒入冰水中,滴加稀盐酸至中性,加入50mL乙酸乙酯萃取,水洗,干燥,回收溶剂,得浅黄色液体4-(2-甲基丙烯基)-1,2-苯二酚。LC/MS:163.0(M+-1);1HNMR(CDCl3,300MHz),δ:1.71(s,3H,CH3),1.96(s,3H,CH3),5.06(s,1H,OH),5.31(s,1H,OH),6.14(s,1H,=CH),6.62~6.84(m,3H,C6H3)。 
实施例10 
3,4-二羟基苯甲醛的制备 
Figure BDA0000110452090000063
按实施例3操作方法,4-(2-甲基丙烯基)-1,2-苯二酚经臭氧氧化,生成的过氧化物用锌粉-乙酸还原制得3,4-二羟基苯甲醛。 

Claims (2)

1.一种由4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚制备藜芦醛的方法,其特征在于它的制备过程如下:
(1)冰浴下,在56.0g4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚中,滴加240.0g15%氢氧化钠溶液;搅拌,滴加113.5g硫酸二甲酯,加毕,升温至60℃,反应4h;反应液冷却,加200mL甲苯,分去水层,水洗有机相,无水硫酸钠干燥,采用陶瓷散堆填料塔精馏,回流比为8∶1,取沸程为~110℃/5mmHg馏分,得51.0g无色液体1,2-二甲氧基-4-(2-甲基烯丙基)苯,收率78%;
(2)23.1g1,2-二甲氧基-4-(2-甲基烯丙基)苯,4.2g KOH和25mL正丁醇,加热至80℃,反应6h;反应液冷却,倒入冰水中,滴加稀盐酸至中性,加50mL乙酸乙酯萃取,水洗,干燥,回收溶剂,得21.1g浅黄色液体1,2-二甲氧基-4-(2-甲基丙烯基)苯,收率91.5%;
(3)4.6g1,2-二甲氧基-4-(2-甲基丙烯基)苯和60mL乙酸,冰盐浴冷却至0℃,通入O3,氧化1.0h,TLC监测原料点消失;通入N21.0h,缓慢加入10.0g Zn粉,~0℃继续搅拌2.0h;过滤,20mL乙酸乙酯萃取,水洗,无水硫酸钠干燥;柱层析得2.7g白色固体藜芦醛,收率67.2%。
2.一种由4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚制备洋茉莉醛的方法,其特征在于它的制备过程如下:
(1)30mL水、26.1g二溴甲烷,搅拌加热至回流;缓慢加入16.4g4-(2-甲基烯丙基)-1,2-苯二酚、10.0g氢氧化钠和50mL水混合物,加毕,继续回流反应2h;冷却,加入100mL乙酸乙酯,分层,少量氢氧化钠水溶液洗涤,水洗;有机相用无水硫酸钠干燥,旋干溶剂,蒸馏得12.9g无色液体5-(2-甲基烯丙基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯,收率73.4%;
(2)21.1g5-(2-甲基烯丙基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯,4.2g KOH和25mL正丁醇,80℃反应6h;反应液冷却、倒入冰水中,滴加稀盐酸至中性,加入50mL乙酸乙酯萃取,水洗,干燥,回收溶剂,得18.4g浅黄色液体5-(2-甲基丙烯基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯,收率87.2%;
(3)4.2g5-(2-甲基丙烯基)苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯和60mL乙酸,冰盐浴冷至0℃,通入O3,氧化1.0h,TLC监测原料点消失;通入N21.0h,缓慢加入10.0g Zn粉,在0℃继续搅拌2.0h,过滤,20mL乙酸乙酯萃取,水洗,无水硫酸钠干燥;柱层析得3.1g无色液体,放置冰箱后得无色晶体洋茉莉醛,收率73.8%。
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