CN103694130A - 一种薄荷酰胺的高收率合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄荷酰胺的高收率合成方法，包括如下步骤：（1）在容器中加入四氢呋喃溶剂，五氯化磷，复合催化剂充分搅拌,再取四氢呋喃溶剂溶解L-薄荷醇，然后制取L-氯代薄荷醇；（2）通过甲苯，L-氯代薄荷醇，NaCN，相转移催化剂三甲基苄基氯化铵加热反应、水洗后先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3)用多聚磷酸，与磷酸三乙酯，薄荷腈，加热回流5h，温度控制140℃,冷却后加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂，用丙酮-水重结晶提纯，得到成品。使用本发明的合成方法其中间体薄荷腈的产率更高，而且合成线路更合理，成品的综合收率可达75%，所得成品的凉度更强。
Description
技术领域
本发明属于香料及凉味剂生产技术领域。更具体地，本发明涉及一种凉味剂特别是一种薄荷酰胺的高收率合成方法。
背景技术
L-薄荷醇，又称薄荷脑，是人们最为熟悉的一种凉味剂，但由于不耐高温、易挥发，而且凉味持续时间短、瞬时作用强烈并带有苦昧，因此严重影响了它的使用效果和应用领域。在众多的新型凉味剂中，薄荷酰胺，具有挥发性低、凉味持久的优点，其凉感强度是薄荷醇的1.5倍，同时又无苦涩和灼烧感，是一种理想的薄荷醇替代品，近年来已引起了广泛的关注。
目前已报道的以薄荷甲腈为中间体合成薄荷酰胺类凉味剂的工艺，是将L-薄荷甲腈水解成L-薄荷甲酸再酰胺化得到目标产品，或以L-薄荷甲腈为原料通过里特反应得到目标产品。如专利WO2010019730A1公开了美国Procter&Gamble公司的合成路线为在碱性条件下，将L-薄荷甲腈水解成L-薄荷甲酸后，制成L-薄荷甲酰氯，再与不同取代的氨反应制得不同种类的WS系列凉味剂；该路线的缺点是产生的三废多，安全性差，工艺复杂。
如香料香精化妆品2005年2月第1期《新型凉味剂N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的合成研究》中王三永，李春荣，曹敢等人报道了以L-薄荷甲腈为中间体与硫酸二乙酯和甘油三醋酸酯反应制得WS-3，该工艺的缺点是其合成总收率只有41.3％，而且工艺比较复杂繁琐，收率低、成本高。
中国专利CN201210456066.2公开了一种薄荷酰胺类凉味剂的合成方法，包括如下步骤：按照L-薄荷甲腈：醇：酸的摩尔比为1∶2~5∶1~4，将L-薄荷甲腈、醇和酸加入四口烧瓶中，在搅拌条件下回流，反应2~6h；冷却，加入饱和碳酸氢钠至中性后回收醇，冷却、水洗、静置分层，干燥、收集有机层，获得L-薄荷甲酸酯；按照L-薄荷甲酸酯∶取代氨∶碱性催化剂的摩尔比为1∶2~10∶0.01~0.2，将所述L-薄荷甲酸酯、取代氨和碱性催化剂加入四口烧瓶中，回流5~12h，水洗，加入有机溶剂结晶，即得，产品含量99.5%，产率88%。其优点是三废少、操作安全、工艺简单，反应中过量的氨可回收循环套用，绿色环保，并且其产品凉感持久，香气纯正，但缺点是合成线路复杂，收率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术所存在的不足，提供一种薄荷酰胺的高收率合成方法，使用该合成方法其中间体薄荷腈的产率更高，而且合成线路更合理，成品的综合收率可达75%，所得成品的凉度更强。
本发明实现上述发明目的所采取的技术方案是：一种薄荷酰胺的高收率合成方法，包括如下步骤：（1）在容器中加入16L四氢呋喃溶剂，14KG五氯化磷，由0.7 KG六水合三氯化铝和0.08KG Ru负载型催化剂、0.06KG碱金属催化剂组成的复合催化剂充分搅拌,再取22L四氢呋喃溶剂溶解8.5KG的L-薄荷醇，将其在冰水浴条件下缓慢加入容器中反应，反应完全后，用氢氧化钠调节溶液pH至8，分出有机相，加无水硫酸镁干燥、过滤．将滤液加热蒸馏除去低沸点的溶剂，即得L-氯代薄荷醇；（2）加入150 L甲苯，100KG L-氯代薄荷醇，48KG NaCN，3KG相转移催化剂三甲基苄基氯化铵，将反应液加热到78～82℃ ，反应3小时后，有机层水洗3次，先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3) 在反应容器中加入2．35 KG多聚磷酸，快速搅拌，缓慢加入1.41KG磷酸三乙酯，接着加入0．79KG薄荷腈，加热回流5h，温度控制140℃,待反应结束后冷却，在反应混合物中加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂，用丙酮-水重结晶提纯，得到成品。
作为改进，所述步骤（1）中的四氢呋喃溶剂也可以替换为N，N一二甲基甲酰胺，五氯化磷也可以替换为二氯亚砜。
作为改进，所述步骤（3）中的丙酮-水两者体积比为1.05：0.95。
在本发明中，采用多聚磷酸作催化剂，将薄荷腈与磷酸三乙酯反应制备薄荷酰胺，产率约6O％。GC—MS (EI源)分析表明，产品为2个异构体的混合物，比例为61：39 ,即合成的产品中61％为1R，3S，4S构型，39％ 为1R，3R，4S构型。而在所有异构体中，1R，3R．4S构型具有最强的凉味。故而所得成品的凉味更佳。同时本合成路线采用六水合三氯化铝与Ru负载型催化剂和碱金属催化剂组成复合催化剂，进一步表现出超强的转化效果，收率可达85%以上，这是迄今收率最高的反应体系。
本发明的优点在于：1)该合成方法与传统合成方法相比，具有收率高，综合收率可达75%以上，而传统合成方法收率仅为30-55%，生产成本低，易工业化等优点。
其55b2)所合成的成品其凉味强度大，无色、无味、无薄荷香气，产品纯度大于99 ，应用范围广，在添加到产品中，可以增强产品的凉味，却不会对产品本身的香味造成影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：（1）在容器中加入16L四氢呋喃溶剂，14KG五氯化磷，由0.7 KG六水合三氯化铝和0.08KG Ru负载型催化剂、0.06KG碱金属催化剂组成的复合催化剂充分搅拌,再取22L四氢呋喃溶剂溶解8.5KG的L-薄荷醇，将其在冰水浴条件下缓慢加入容器中反应，反应完全后，用氢氧化钠调节溶液pH至8，分出有机相，加无水硫酸镁干燥、过滤．将滤液加热蒸馏除去低沸点的溶剂，即得L-氯代薄荷醇；（2）加入150 L甲苯，100KG L-氯代薄荷醇，48KG NaCN，3KG相转移催化剂三甲基苄基氯化铵，将反应液加热到78～82℃ ，反应3小时后，有机层水洗3次，先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3) 在反应容器中加入2．35 KG多聚磷酸，快速搅拌，缓慢加入1.41KG磷酸三乙酯，接着加入0．79KG薄荷腈，加热回流5h，温度控制140℃,待反应结束后冷却，在反应混合物中加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂，用丙酮-水重结晶提纯，得到成品。
实施例2：（1）在容器中加入16LN，N一二甲基甲酰胺，14KG二氯亚砜，由0.7 KG六水合三氯化铝和0.08KG Ru负载型催化剂、0.06KG碱金属催化剂组成的复合催化剂充分搅拌,再取22L四氢呋喃溶剂溶解8.5KG的L-薄荷醇，将其在冰水浴条件下缓慢加入容器中反应，反应完全后，用氢氧化钠调节溶液pH至8，分出有机相，加无水硫酸镁干燥、过滤．将滤液加热蒸馏除去低沸点的溶剂，即得L-氯代薄荷醇；（2）加入150 L甲苯，100KG L-氯代薄荷醇，48KG NaCN，3KG相转移催化剂三甲基苄基氯化铵，将反应液加热到78～82℃ ，反应3小时后，有机层水洗3次，先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3) 在反应容器中加入2．35 KG多聚磷酸，快速搅拌，缓慢加入1.41KG磷酸三乙酯，接着加入0．79KG薄荷腈，加热回流5h，温度控制140℃,待反应结束后冷却，在反应混合物中加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂，用丙酮-水按照体积比为1.05：0.95进行重结晶提纯，得到成品。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1. 一种薄荷酰胺的高收率合成方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在容器中加入16L四氢呋喃溶剂，14KG五氯化磷，由0.7 KG六水合三氯化铝和0.08KG Ru负载型催化剂、0.06KG碱金属催化剂组成的复合催化剂充分搅拌,再取22L四氢呋喃溶剂溶解8.5KG的L-薄荷醇，将其在冰水浴条件下缓慢加入容器中反应，反应完全后，用氢氧化钠调节溶液pH至8，分出有机相，加无水硫酸镁干燥、过滤．将滤液加热蒸馏除去低沸点的溶剂，即得L-氯代薄荷醇；（2）加入150 L甲苯，100KGL-氯代薄荷醇，48KG NaCN，3KG相转移催化剂三甲基苄基氯化铵，将反应液加热到78～82℃ ，反应3小时后，有机层水洗3次，先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3) 在反应容器中加入2．35 KG多聚磷酸，快速搅拌，缓慢加入1.41KG磷酸三乙酯，接着加入0．79KG薄荷腈，加热回流5h，温度控制140℃,待反应结束后冷却，在反应混合物中加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂，用丙酮-水重结晶提纯，得到成品。
2. 根据权利要求1所述的一种薄荷酰胺的高收率合成方法，其特征在于所述步骤（1）中的四氢呋喃溶剂也可以替换为N，N一二甲基甲酰胺，五氯化磷也可以替换为二氯亚砜。
3. 根据权利要求1所述的一种薄荷酰胺的高收率合成方法，其特征在于所述步骤（3）中的丙酮-水两者体积比为1.05：0.95。
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