CN103274959A - 一种凉味剂n,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺的合成方法，包括如下步骤：按照2,2-异丙基丙腈：醇：酸性气体的摩尔比为1:3-5:3-5，将2,2-异丙基丙腈、醇及酸分别加入500mL的高压釜中，在搅拌下回流，反应4-10h，回收过量的酸性气体和醇，冷却、碳酸氢钠洗两次，饱和的氯化钠溶液萃取，静止、分液、干燥得2,3-二甲基-2-异丙基丁酸酯；按照2,3-二甲基-2-异丙基丁酸酯：胺：碱性催化剂的摩尔比为1:1.5-5:0.04-0.3，将所述的2,2-异丙基丙酸酯、胺：碱性催化剂分别加入500mL的高压釜中，水洗、加入有机溶剂重结晶，即得产品，含量：99.31%，收率：87.32%。本发明中间体转化率高、三废少，操作安全，工艺简单，反应过程中的胺可循环套用，绿色环保，且产品凉感持久。
Description
技术领域
本发明涉及食品添加剂制备领域，具体是涉及一种酰胺类凉位剂的合成方法。
技术背景
凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺（WS-23）是应用非常广泛的非薄荷酰胺类凉位剂，其凉感不如薄荷脑强但其无刺激性，广泛应用于日化、食品、医药、烟草等行业。
目前已报道的以2,2-异丙基丙腈为中间体合成凉味剂WS-23的工艺，是将2,2-异丙基丙腈水解成2,3-三甲基-2-异丙基丁酸，再酰氯化，最后和甲胺反应得到目标产品，或以2,2-异丙基丙腈为原料在浓硫酸或氯磺酸催化下，与甲醇反应一步反应得到目标化合物。
如专利US 4230688公开了美国Wilkinson Sword Ltd.,以二异丙基丙腈(DIPPN)为起始原料,先水解生成二异丙基丙酸,然后与氯化亚砜反应生成相应的酰氯,最后与甲胺反应制得凉位剂WS-23。改工艺的缺点是产生的三废多，安全性较差，工艺复杂不符合绿色化学。
如专利US 6482983公开了美国Millennium Specialty Chemicals公司的合成工艺与香料香精化妆品2007年12月第6期《新型凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺(WS-23)的合成》中李家玉、张弛报道的类似都是以2,2-异丙基丙腈为中间体，在浓硫酸或氯磺酸作为催化剂条件下与甲醇一步反应得到产品，该工艺类似里特反应，该工艺的缺点是中间体转化率低、三废多、反应杂质多，且难除去，影响产品的凉感。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺的合成方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将原料2,2-异丙基丙腈、醇、酸性气体按照摩尔量为1：3～5：3～5的比加入500mL的高压釜中，在搅拌条件下加热回流4～10h，回收过量的酸性气体和醇，得到反应物，将反应物经过冷去后采用碳酸氢钠洗两次后，采用饱和的氯化钠溶液萃取，静止、分液、干燥后得2,3-二甲基-2-异丙基丁酸酯。
（2）将（1）中反应到的2,3-二甲基-2-异丙基丁酸酯和胺及碱性催化剂按照摩尔的量之比为1：1.5～5：0.04～0.3分别加入500mL的高压釜中，在搅拌的条件下回流反应8h后，回收胺的醇溶液，加入有机溶剂，中和至中性，后水洗两次，分液，在0℃左右温度下结晶，抽滤，烘干即得凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺。
优选的，酸性气体为氯化氢、溴化氢和三氧化硫等中的一种或几种的混合物，所述的醇为甲醇和乙醇中的一种或两种混合物。
优选的，胺为甲胺和乙胺中的一种，所述的碱性催化剂为甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种。
合成工艺路线如下：
采用上述技术方案的有益效果是：本发明一种凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺的合成方法的三废少，工艺过程简单，反应中涉及到的原料可回收循环套用，绿色环保，并且制备出的产品单杂少，产品凉感持久，香气纯正。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行说明，以便于本技术领域的技术人员理解。
一种凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将原料2,2-异丙基丙腈、醇、酸性气体按照摩尔量为1：3～5：3～5的比加入500mL的高压釜中，在搅拌条件下加热回流4～10h，回收过量的酸性气体和醇，得到反应物，将反应物经过冷去后采用碳酸氢钠洗两次后，采用饱和的氯化钠溶液萃取，静止、分液、干燥后得2,3-二甲基-2-异丙基丁酸酯。
（2）将（1）中反应到的2,3-二甲基-2-异丙基丁酸酯和胺及碱性催化剂按照摩尔的量之比为1：1.5～5：0.04～0.3分别加入500mL的高压釜中，在搅拌的条件下回流反应8h后，回收胺的醇溶液，加入有机溶剂，中和至中性，后水洗两次，分液，在0℃左右温度下结晶，抽滤，烘干即得凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺。
其中，酸性气体为氯化氢、溴化氢和三氧化硫等中的一种或几种的混合物，所述的醇为甲醇和乙醇中的一种或两种混合物，胺为甲胺和乙胺中的一种，所述的碱性催化剂为甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种。
合成工艺路线如下：
实施例一：2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯的合成。
在500mL的压力釜中分别加入1mol的2,2-异丙基丙腈，3mol的甲醇，后通入3mol的氯化氢气体，在搅拌条件下，加热回流4h；
冷却放空用冷却甲醇回收过量的氯化氢气体（留循环套用），后蒸馏回收过量的甲醇，（同时用冷却乙醇吸收氯化氢气体，留循环套用），后用50mL饱和的碳酸氢钠洗两次，再用饱和的氯化钠溶液萃取，静止、分液后得产品。
实施例二、2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯的合成。
在500mL的压力釜中分别加入1mol的2,2-异丙基丙腈，4mol的甲醇，后通入3mol的溴化氢气体，在搅拌条件下，加热回流4h；
后处理按照实施例一进行操作。
实施例三、2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯的合成。
在500mL的压力釜中分别加入1mol的2,2-异丙基丙腈，5mol的甲醇，后通入5mol的三氧化硫气体，在搅拌条件下，加热回流8h；
后处理按照实施例一进行操作。
实施例四、2,3-二甲基-2-异丙基丁酸乙酯的合成。
在500mL的压力釜中分别加入1mol的2,2-异丙基丙腈，3mol的乙醇，后通入5mol的氯化氢气体，在搅拌条件下，加热回流8h；
冷却放空，用冷却乙醇回收过量的氯化氢气体（留循环套用），后蒸馏回收过量的乙醇，后用50mL饱和的碳酸氢钠洗两次，再用饱和的氯化钠溶液萃取，静止、分液后得产品。
实施例五、2,3-二甲基-2-异丙基丁酸乙酯的合成。
在500mL的压力釜中分别加入1mol的2,2-异丙基丙腈，4mol的乙醇，后通入5mol的溴化氢气体，在搅拌条件下，加热回流8h；
后处理按照实施例四进行操作。
实施例六、N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺（WS-23）的合成。
在500mL的压力釜中分别加入0.5mol的2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯，70.5g33%的甲胺的甲醇溶液（含甲胺0.75mol），0.02mol的甲醇钠，在搅拌条件下，回流反应12h，回收甲胺的甲醇溶液，加入石油醚（石油醚的质量与2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯的质量比为1:1），用5%的稀盐酸中和至中性，后水洗两次，分液，石油醚相在0℃左右结晶，抽滤，烘干即得产品。
实施例七、N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺（WS-23）的合成。
在500mL的压力釜中分别加入0.5mol的2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯，141g33%的甲胺的甲醇溶液（含甲胺1.5mol），0.08mol的甲醇钠，在搅拌条件下，回流反应10h，后处理方法按照实施例六进行操作。
实施例八、N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺（WS-23）的合成。
在500mL的压力釜中分别加入0.5mol的2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯，235g33%的甲胺的甲醇溶液（含甲胺2.5mol），0.15mol的甲醇钠，在搅拌条件下，回流反应8h，后处理方法按照实施例六进行操作。
实施例九、N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺（WS-23）的合成。
在500mL的压力釜中分别加入86g的2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯，235g33%的甲胺的甲醇溶液（2.5mol），8.1g的甲醇钠（0.15mol），在搅拌条件下，回流反应8h，回收甲胺的甲醇溶液，加入86g石油醚（石油醚的质量与2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯的质量比为1:1），用5%的稀盐酸中和至中性，后水洗两次，分液，冷却到-5℃左右结晶，抽滤，烘干得产品，含量99.31%，收率87.32%。
实施例十、N-乙基-2,3-二甲基-2-异丙基丁酰胺的合成。
按照实施例九进行操作，投375g30%的乙胺的甲醇溶液（2.5mol），在搅拌条件下，回流反应8h，回收甲胺的甲醇溶液，加入86g石油醚（石油醚的质量与2,3-二甲基-2-异丙基丁酸甲酯的质量比为1:1），用5%的稀盐酸中和至中性，后水洗两次，分液，冷却到-5℃左右结晶，抽滤，烘干得产品，得产品含量99.50%，收率85.66%。
上述对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将原料2,2-异丙基丙腈、醇、酸性气体按照摩尔量为1：3～5：3～5的比加入500mL的高压釜中，在搅拌条件下加热回流4～10h，回收过量的酸性气体和醇，得到反应物，将反应物经过冷去后采用碳酸氢钠洗两次后，采用饱和的氯化钠溶液萃取，静止、分液、干燥后得2,3-二甲基-2-异丙基丁酸酯；
（2）将（1）中反应到的2,3-二甲基-2-异丙基丁酸酯和胺及碱性催化剂按照摩尔的量之比为1：1.5～5：0.04～0.3分别加入500mL的高压釜中，在搅拌的条件下回流反应8h后，回收胺的醇溶液，加入有机溶剂，中和至中性，后水洗两次，分液，在0℃左右温度下结晶，抽滤，烘干即得凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺。
2.根据权利要求1所述的一种凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺的合成方法，其特征在于，所述的酸性气体为氯化氢、溴化氢和三氧化硫等中的一种或几种的混合物，所述的醇为甲醇和乙醇中的一种或两种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种凉味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺的合成方法，其特征在于，所述的胺为甲胺和乙胺中的一种，所述的碱性催化剂为甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种。
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