CN105218574A

CN105218574A - 一种含硅海佛麝香及其制备方法

Info

Publication number: CN105218574A
Application number: CN201510650546.6A
Authority: CN
Inventors: 刘俊辉; 张启东; 杨伟平; 徐秀娟; 毛健; 范武; 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: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明提供了如式I所示的一种含硅海佛麝香，该化合物带有明显的麝香香气，可用于香水、盥洗用品和日用品的调香。本发明通过硅杂药草酮II发生羰基基团的还原反应生成硅杂环己基取代的乙醇中间体III，然后在低温和路易斯酸的存在下，与甲基环氧丙烷反应，最后经丙酰化反应，高产率制备硅海佛麝香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

一种含硅海佛麝香及其制备方法

技术领域

本发明属于香料化学领域，特别涉及一种含硅海佛麝香及其制备方法。

背景技术

自十九世纪中期，合成有机化学诞生以来，香料化学家就开始致力于设计并合成香料化合物来弥补天然香原料存在的不足。早期成功的例子包括香豆素、洋茉莉醛和香兰素。它们不但推动了香料化学的发展，也在食品、饮料、化妆品和烟草中得到了广泛的应用。香料化合物通常有两种设计途径，一种是基于结构-香气关系（SOR）设计香料化合物，另一种是基于对致香机理的了解来设计香料化合物。最简单而又直观的是以天然香料化合物的结构-香气关系为基础，通过生物等电子体的方法设计新的香料化合物。然而，人类含有350-400种嗅觉受体，每一种香味分子能够激活一系列的嗅觉受体，每一种嗅觉受体也能够与一系列的香味分子响应。这导致香味分子结构细微的改变都可能引起香味特征显著的变化。因此，即便通过生物等电子体的方法，也必须有针对性地改变天然香料化合物的结构才能找到新型香料化合物。

天然香料化合物中碳原子用硅原子替代时，香味分子结构仅发生分子水平上的变化，因而保留部分原有香料化合物的香气属性。同时，硅是地壳中第二丰富的元素，总量仅次于氧。并且，在元素周期表中，硅的化学性质最接近于碳。因而，将天然香原料化合物中四级碳原子用硅原子替代来设计和合成香料化合物成为近年来开发香原料的方法。2010年，瑞士奇华顿香精香料公司（Givaudan）在专利（US008182781B2）中公开了一种有广藿香油特征的香原料α-硅基醇V。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。1990年，瑞士芬美意公司（Firmenich）在专利（EP472966）中公开了一种香原料海佛麝香，它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品牌“EmporioWhiteHer”中，海佛麝香用量高达8.8%。因此，本发明以海佛麝香为模版，通过C/Si替代的方法，设计和合成海佛麝香的含硅类似物含硅海佛麝香I。

发明内容

本发明正是以海佛麝香为模板，通过C/Si替换来提供海佛麝香的含硅类似物I。本发明的另一个目的是提供一种制备此种化合物的通用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种含硅海佛麝香I，有明显的麝香香气；

本发明的含硅海佛麝香I的制备方法如下：以硅杂药草酮为起始原料，使其先发生羰基基团的还原反应，然后在低温和路易斯酸存在下，与甲基环氧丙烷反应，最后经丙酰化反应而制成，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（CN201310531711.7）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硼氢化钠（NaBH₄）在甲醇中发生反应，先制备硅杂环己基取代的乙醇中间体III。然后，在低温和路易斯酸的存在下，III与甲基环氧丙烷在二氯甲烷中反应生成硅杂环己烷化合物IV。最后，IV与丙酰氯在Et₃N（三乙胺）、二氯甲烷的存在下发生酯化反应，制备含硅海佛麝香I 。

所述的路易斯酸为三氟化硼、氯化锌、三氯化铁、三氯化铝、甲基二氯化铝；所述的低温范围为-78-0℃。

硅杂环己基取代的乙醇中间体III和甲基环氧丙烷的投料比例为1:5-1:1。

本发明提供了如式I所示的一种含硅海佛麝香，该化合物带有明显的麝香香气，可用于香水、盥洗用品和日用品的调香。本发明通过硅杂药草酮II发生羰基基团的还原反应生成硅杂环己基取代的乙醇中间体III，然后在低温和路易斯酸的存在下，与甲基环氧丙烷反应，最后经丙酰化反应，高产率制备含硅海佛麝香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。

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50mL的圆底烧瓶中加入10mmol的硅杂药草酮II，然后逐滴加入12mmol的NaBH₄和20mL的甲醇的混合溶液。半个钟头后，用冰水冷却，并加入1N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，即得硅杂环己烷取代的中间体III，纯度>95%，分离产率87%。该化合物的核磁和高分辨质谱数据如下：¹HNMR(CDCl₃):δ=0.02(s,3H),0.04(s,3H),0.18-0.28(m,1H),0.35-0.43(m,2H),0.66-0.75(m,3H),0.86-0.95(m,2H),1.12(s,3H),1.13(s,2H),1.36-1.41(m,3H),1.43-1.49(m,2H),1.69-1.84(m,3H),1.98-2.06(m,1H),3.53-3.599(m,2H)ppm.¹³CNMR(CDCl₃):δ=-4.10,-4.08,-1.55,13.86,15.04,15.34,19.33,19.35,23.63,23.66,31.68,31.70,43.28,43.43,73.62,73.76ppm.HRMS:calcd.forC₉H₂₀OSi[M]⁺172.1283;found172.1285.

化合物III结构式如下：

将10mmol的上述中间体III，20mmol的甲基环氧丙烷和8mL的二氯甲烷加入25毫升的烧瓶中，搅拌均匀后，降低反应温度至-78℃。然后，加入2mmol的三氟化硼，低温下搅拌1h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得硅杂环己烷化合物IV，纯度>95%，分离产率90%。该化合物的核磁和高分辨质谱数据如下：¹HNMR(CDCl₃):δ=0.01(s,3H),0.04(s,3H),0.21-0.28(m,1H),0.35-0.43(m,2H),0.67-0.74(m,2H),0.80-0.96(m,2H),1.13-1.15(m,3H),1.26-1.43(m,3H),1.57-1.64(m,2H),1.68-1.76(m,3H),1.97-2.04(m,2H),2.34(m,1H)ppm.¹³CNMR(CDCl₃):δ=-4.14,-1.61,22.23,27.16,27.10,28.34,29.52,38.38,40.93,73.82,78.15,87.17ppm.HRMS:calcd.forC₁₃H₂₈O₂Si[M]⁺244.1859;found244.1856.

化合物IV结构式如下：

在20毫升的烧瓶中加入10mmol的上述中间体IV，12mmol的丙酰氯（CH₃CH₂COCl）和12mmol的三乙胺（Et₃N）及8-10mL的二氯甲烷，室温下搅拌10h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得含硅海佛麝香I，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：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.¹³CNMR(CDCl₃):δ=-0.79,-0.78,8.92,13.64,15.61,16.22,23.40,27.12,31.26,31.58,40.85,74.64,75.69,86.68,174.27ppm.HRMS:calcd.forC₁₆H₃₂O₃Si[M]⁺300.2121;found300.2020.

化合物I结构式如下：

实施例2

将10mmol的硅杂环己基取代的乙醇中间体III，25mmol的甲基环氧丙烷和10mL的二氯甲烷加入25毫升的烧瓶中，搅拌均匀后，降低反应温度至-78℃。然后，加入2.5mmol的三氯化铝，低温下搅拌1h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得硅杂环己烷化合物IV，纯度>95%，分离产率91%。

在20毫升的烧瓶中加入10mmol的上述中间体IV，12mmol的丙酰氯（CH₃CH₂COCl）和12mmol的三乙胺及8-10mL的二氯甲烷，室温下搅拌10h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得含硅海佛麝香I，纯度>95%，分离产率87%。

实施例3

将10mmol的硅杂环己基取代的乙醇中间体III，40mmol的甲基环氧丙烷和10mL的二氯甲烷加入25毫升的烧瓶中，搅拌均匀后，降低反应温度至-25℃。然后，加入5mmol的二氯化锌，低温下搅拌1h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得硅杂环己烷化合物IV，纯度>95%，分离产率93%。

在20毫升的烧瓶中加入10mmol的上述中间体IV，12mmol的丙酰氯（CH₃CH₂COCl）和12mmol的三乙胺及8-10mL的二氯甲烷，室温下搅拌10h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得含硅海佛麝香I，纯度>95%，分离产率84%。

实施例4

将10mmol的硅杂环己基取代的乙醇中间体III，10mmol的甲基环氧丙烷和5mL的二氯甲烷加入25毫升的烧瓶中，搅拌均匀后，降低反应温度至-0℃。然后，加入2mmol的甲基二氯化铝，低温下搅拌2h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得硅杂环己烷化合物IV，纯度>95%，分离产率82%。

在20毫升的烧瓶中加入10mmol的上述中间体IV，12mmol的丙酰氯（CH₃CH₂COCl）和12mmol的三乙胺及8-10mL的二氯甲烷，室温下搅拌10h，所得产物用硅胶柱色谱分离，即得含硅海佛麝香I，纯度>95%，分离产率79%。

Claims

1.一种含硅海佛麝香，其特征在于：具有强烈的麝香香气，并具有如式I所示的结构。

2.一种权利要求1所述的含硅海佛麝香I的制备方法，其特征在于：以硅杂药草酮为起始原料，使其先发生羰基基团的还原反应，然后在低温和路易斯酸存在下，与甲基环氧丙烷反应，最后经丙酰化反应而制成，制备过程依据的基本反应式如下：

具体反应过程为：将式II所示的硅杂药草酮与硼氢化钠（NaBH₄）在甲醇中发生反应，先制备硅杂环己基取代的乙醇中间体III；然后，在低温和路易斯酸的存在下，III与甲基环氧丙烷在二氯甲烷中反应生成硅杂环己烷化合物IV；最后，IV与丙酰氯在Et₃N、二氯甲烷的存在下发生酯化反应，制备含硅海佛麝香I。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的路易斯酸为三氟化硼、氯化锌、三氯化铁、三氯化铝、甲基二氯化铝。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：硅杂环己基取代的乙醇中间体III和甲基环氧丙烷的投料比例为1:5-1:1。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：低温范围为-78-0℃。