CN104961758A

CN104961758A - 链状麝香香料化合物及其制备方法

Info

Publication number: CN104961758A
Application number: CN201510431442.6A
Authority: CN
Inventors: 刘俊辉; 张启东; 柴国璧; 杨春强; 向兰康; 马骥; 孙世豪; 宗永立; 屈展; 张建勋
Original assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Current assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2015-10-07

Abstract

本发明提供了如式I所示的一类链状麝香香料化合物I，该类化合物根据不同的取代基R，具有强烈的麝香香气，可用于日用调香。本发明通过硅杂药草酮II发生羰基基团的还原反应后，再在碱性条件下与酰氯（RCOCl）发生酯化反应，高产率制备链状麝香香料化合物I。该方法制备产率高，实验设备和操作过程简单易行，便于工业化生产。

Description

链状麝香香料化合物及其制备方法

技术领域

本发明属于香料化学领域，特别涉及链状麝香香料化合物及其制备方法。

背景技术

麝香型香料化合物（musk odorants）是一种经典的、不可或缺的香原料，能赋予香水、化妆品和洗涤用品饱满、丰厚、透发和性感。目前，发现的麝香型香原料主要分为以下五种类型，即硝基麝香、稠环麝香、大环麝香、链状麝香和二烯酮麝香。链状麝香型香料（linear musks），也称为第四代麝香型香料，是一些有着柔性结构的脂肪族和脂环族麝香分子。在链状麝香分子中，Rosamusk是一种带有麝香气息，但主香调为花香、玫瑰香的香料化合物。第一个真正的潮流引领者是海佛麝香（Helvetolide），由芬美意公司（Firmenich）的Giersch和Schulte-Elte于1990年发现。海佛麝香散发强烈的麝香香气，并带有花香、果香和梨一样的气息。2001年，阿玛尼（Armani）公司出品的女士淡香精“Emporio White Her”中，海佛麝香用量高达8.8%。1998年，芬美意公司的Alvin Williams发现，海佛麝香分子结构中的偕二甲基醚骨架可以用一个酯基骨架替换，得到散发强烈麝香香气的罗曼麝香（Romandolide）。与海佛麝香相比，罗曼麝香果香稍弱，但带有黄葵一样的气息，并且香气阈值有所降低。目前，海佛麝香和罗曼麝香都是常用的香原料，用量较大，特别是用作“白麝香（white musk）”的原料。近年来，将天然香原料结构中的一个四级碳原子用一个硅原子取代来设计并合成香料化合物成为一种开发香原料的方法，也即Si/C置换法。2010年，奇华顿香精香料公司（Givaudan）在专利（US 008182781B2）中公开了一种有广藿香油特征的香原料α-硅基醇（IV）。在广藿香油中，关键香气成分为(-)-广藿香醇，含量高达40%，但由于结构复杂，难以通过合成方法商品化。相比之下，带有三个环丙基取代的α-硅基醇，不仅有强烈的天然广藿香特征，香气阈值仅为广藿香醇的三分之一，并容易大量合成。鉴于链状麝香香料化合物的重要性，本发明以Rosamusk、罗曼麝香和Appelide为模版，通过C/Si替换的方法，设计合成新的链状麝香香料化合物。

发明内容

本发明正是以商品化的链状麝香香料化合为模板，通过Si/C置换来提供含有硅原子的链状麝香香料化合物I。本发明的另一个目的是提供一种合成此类化合物的通用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种链状麝香香料化合物I，其特征在于具有如式I所示的通式：

R代表CH₃、CH₃CH₂、CH₃CH₂CH₂、(CH₂)₂CHCO₂CH₂、CH₃CH₂CO₂CH₂。

该链状麝香香料化合物I根据不同的取代基R具有强烈的麝香香气。

本发明的链状麝香香料化合物I的制备方法如下：以硅杂药草酮为原料，使其先发生羰基基团的还原反应，然后在碱性条件下与不同的酰氯（RCOCl）发生酯化反应制成，制备过程依据的基本反应式如下：

其中，硅杂药草酮II的制备方法参见文献（CN 201310531712.1或Eur. J. Inorg. Chem., 2014, 3435-3440）。

具体反应过程为：将式II所示的硅杂药草酮与还原试剂在醚类溶剂中发生反应，生成硅杂环己基取代的中间体III，再与酰氯（RCOCl）在碱性条件下发生酯化反应，即得到链状麝香香料化合物I。

所述的还原试剂为氢气、NaBH₄、LiAlH₄；所述的醚类溶剂为乙醚、四氢呋喃、二氧六环等。所述碱性条件下用的碱为三乙胺、三甲胺、三丙胺、吡啶、哌啶等。所述酰氯（RCOCl）为乙酰氯（CH₃COCl）、丙酰氯（CH₃CH₂COCl）、2-丙酰氧基乙酰氯（CH₃CH₂CO₂CH₂COCl）、3-氯代-3-氧代丙酸环丙酯等。

具体实施方式

下面结合实施例进一步描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

室温下，向50 mL的圆底烧瓶中加入10 mmol的硅杂药草酮II，然后逐滴加入12 mmol的LiAlH₄和20 mL的乙醚或四氢呋喃的混合溶液，并加热溶剂体系至沸腾。半个钟头后，用冰水冷却，并加入1 N的稀盐酸溶液淬灭反应，所得溶液用乙醚萃取三次，旋转蒸发除去溶剂，硅胶柱脱色分离，用石油醚∶乙醚 = 5:1的混合溶剂作洗脱剂，即得硅杂环己烯取代的中间体III，纯度 > 95%，分离产率81%。该化合物的核磁和高分辨质谱数据如下：¹H NMR (CDCl₃): δ = 0.02 (s, 3H), 0.04 (s, 3H), 0.18-0.28 (m, 1H), 0.35-0.43 (m, 1H), 0.66-0.75 (m, 2H), 0.86-0.95 (m, 1H), 1.12 (s, 1.5H), 1.13 (s, 1.5H), 1.36-1.41 (m, 1H), 1.43-1.49 (m, 1H), 1.69-1.84 (m, 1H), 1.98-2.06 (m, 1H), 3.53-3.59 9 (m, 1H) ppm. ¹³C NMR (DMSO-d ₆): δ = -4.10, -4.08, -1.55, 13.86, 15.04, 15.34, 19.33, 19.35, 23.63, 23.66, 31.68, 31.70, 43.28, 43.43, 73.62, 73.76 ppm. HRMS: calcd. for C₉H₂₀OSi [M]⁺ 172.1283; found 172.1285.

化合物III结构式如下：

在20毫升的烧瓶中加入10 mmol的上述中间体III，12 mmol的乙酰氯（CH₃COCl）和12 mmol的三乙胺，室温下搅拌2 h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得链状麝香香料化合物V，纯度 > 95%，分离产率70%。该化合物的核磁和高分辨质谱数据如下：¹H NMR (CDCl₃): δ = 0.01 (s, 3H), 0.04 (s, 3H), 0.21-0.28 (m, 1H), 0.35-0.43 (m, 1H), 0.67-0.74 (m, 2H), 0.80-0.96 (m, 1H), 1.13-1.15 (m, 3H), 1.26-1.43 (m, 1H), 1.57-1.64 (m, 1H), 1.68-1.76 (m, 1H), 1.97-2.04 (m, 4H), 4.65-4.75 (m, 1H) ppm. ¹³C NMR (CDCl₃): δ = -4.14, -4.11, -1.61, -1.59, 13.72, 13.79, 15.70, 15.83, 15.93, 16.38, 21.36, 21.39, 23.46, 23.50, 31.32, 31.78, 40.88, 40.93, 76.21, 76.25, 170.77 ppm. HRMS: calcd. for C₁₁H₂₂O₂Si [M]⁺ 214.1389; found 214.1386.

化合物V结构式如下：

实施例2

硅杂环己烯取代的中间体III的制备方法见实施例1。在20毫升的烧瓶中加入10 mmol的上述中间体III，12 mmol的丙酰氯（CH₃CH₂COCl）和12 mmol的三甲胺，室温下搅拌10 h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得链状麝香香料化合物VI，纯度 > 95%，分离产率80%。该化合物的核磁和高分辨质谱数据如下： ¹H NMR (CDCl₃): δ = 0.01 (s, 3H), 0.03 (s, 3H), 0.21-0.28 (m, 1H), 0.34-0.43 (m ,1H), 0.67-0.74 (m, 2H), 0.79-0.96 (m, 1H), 1.12-1.16 (m, 6H), 1.26-1.39 (m, 1H), 1.57-1.76 (m, 2H), 1.96-2.05 (m, 1H), 2.28-2.34 (m, 2H), 4.66-4.76 (m, 1H) ppm. ¹³C NMR (CDCl₃): δ = -4.12, -1.59, -1.57, 9.27, 9.29, 13.74, 13.81, 15.74, 15.79, 15.98, 16.39, 23.49, 23.53, 27.99, 31.41, 31.78, 40.95, 40.99, 75.93, 75.96,174.13, 174.15 ppm. HRMS: calcd. for C₁₂H₂₄O₂Si [M]⁺ 228.1546; found 228.1546.

化合物VI结构式如下：

实施例3

硅杂环己烯取代的中间体III的制备方法见实施例1。在20毫升的烧瓶中加入10 mmol的上述中间体III，12 mmol的2-丙酰氧基乙酰氯（CH₃CH₂CO₂CH₂COCl）和12 mmol的哌啶，室温下搅拌3 h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得链状麝香香料化合物VII，纯度 > 95%，分离产率85%。该化合物的核磁和高分辨质谱数据如下：¹H NMR (CDCl₃): δ = 0.01-0.04 (m, 6H), 0.21-0.29 (m ,1H), 0.34-0.43 (m, 1H), 0.65-0.72 (m, 2H), 0.80-0.97(m, 1H), 1.17-1.21 (m, 6H), 1.31-1.42 (m, 1H), 1.60-1.74 (m, 2H), 1.98-2.03 (m, 1H), 2.45 (q, J = 7.6Hz, 2H), 4.59 (s, 1H), 4.60 (s, 1H), 4.76-4.85 (m, 1H) ppm. ¹³C NMR (CDCl₃): δ = -4.19, -4.18, -1.66, -1.64, 8.92, 13.64, 13.70, 15.61, 15.80, 16.22, 23.40, 27.12, 31.26, 31.58, 40.80, 40.85, 77.64, 77.68, 167.53, 167.57, 173.67 ppm. HRMS: calcd. for C₁₄H₂₆O₄Si [M]⁺ 286.1600; found 286.1601.

化合物VII结构式如下：

实施例4

硅杂环己烯取代的中间体III的制备方法见实施例1。在20毫升的烧瓶中加入10 mmol的上述中间体III，12 mmol的3-氯代-3-氧代丙酸环丙酯和12 mmol的三乙胺，室温下搅拌6 h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得链状麝香香料化合物VIII，纯度 > 95%，分离产率70%。该化合物的核磁和高分辨质谱数据如下：¹H NMR (CDCl₃): δ = -0.01 (s, 3H), 0.01 (s, 3H), 0.19-0.26 (m, 1H), 0.32-0.40 (m ,1H), 0.63-0.70 (m, 2H), 0.88-0.93 (m, 3H), 1.03-1.07 (m, 2H), 1.14-1.16 (m, 3H), 1.29-1.40 (m, 1H), 1.57-1.73 (m 3H), 1.96-2.00 (m, 1H), 4.56 (s, 1.5 H), 4.57 (s, 1.5 H), 4.73-4.80 (m, 1H) ppm. ¹³C NMR (CDCl₃): δ = -4.14, -4.12, -1.60, -1.58, 8.81, 12.60, 13.71, 13.76, 15.61, 15.67, 15.84, 16.27, 23.44, 23.46, 31.33, 31.60, 40.85, 40.90, 60.91, 77.67, 77.70, 167.58, 167.63, 174.15 ppm. HRMS: calcd. for C₁₅H₂₆O₄Si [M]⁺ 298.1600; found 298.1600.

化合物VIII结构式如下：

Claims

1.链状麝香香料化合物，其特征在于：具有如式I所示的结构：

2.根据权利要求1所述的链状麝香香料化合物，其特征在于：所述链状麝香香料化合物I具有强烈的麝香香气。

3.一种权利要求1所述的链状麝香香料化合物的制备方法，其特征在于：以硅杂药草酮为原料，使其先发生羰基基团的还原反应，然后在碱性条件下与不同的酰氯（RCOCl）发生酯化反应制成，制备过程依据的基本反应式如下：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的还原试剂为氢气、NaBH₄、LiAlH₄。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的醚类溶剂为乙醚、四氢呋喃、二氧六环。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述碱性条件下用的碱为三乙胺、三甲胺、三丙胺、吡啶、哌啶。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述酰氯（RCOCl）为乙酰氯（CH₃COCl）、丙酰氯（CH₃CH₂COCl）、2-丙酰氧基乙酰氯（CH₃CH₂CO₂CH₂COCl）、3-氯代-3-氧代丙酸环丙酯。