CN105503803A - 一种δ-十八内酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种δ-十八内酯的制备方法，所述方法为：70~80℃下，将摩尔比为1:1：7.5:1的1,3-环己二酮、溴代十二烷、甲苯、氢氧化钾以及少量催化剂三辛基甲基氯化铵于甲苯溶剂中反应得到二酮化合物；再将二酮化合物I在10%氢氧化钠的水溶液中回流反应30h，降至室温酸化，得到5-氧代十八酸；于30-35℃乙醇中经硼氢化钠还原，处理后，经稀盐酸环化得粗品δ-十八内酯；由正己烷重结晶得固体δ-十八内酯。本发明通过以1,3-环己二酮、溴代十二烷反应，制得δ-十八内酯。该工艺具有以下优点：1.原料易得，价廉；2.操作简单，反应步骤少，易于工业化生产；3.收率高，产品质量好，香气佳。
Description
技术领域
本发明涉及一种δ-十八内酯的制备方法，属于有机化合物合成领域。
背景技术
δ-十八内酯系内酯类化合物，属于食用香料，其合成方法的相关文献报道较少。在2000年StevenC.Cermak和TerryA.Isbell等人以油酸为原料，用二氯甲烷为溶剂，采用为硫酸催化剂制备δ-十八内酯。但是该方法收率低，副反应多，油酸需分离提纯处理，该步骤难以工业化。也有曾用十四酸为原料合成δ-十八内酯，但是成本高，反应步骤长，该法不利当前经济发展模式。
发明内容
本发明的目的是提供一种δ-十八内酯系内酯的制备方法，该方法通过从最简单的原料入手，操作简单，收率高等为特点，从而降低反应过程中的安全风险，提高可操作性，更加易于工业化生产。
一种δ-十八内酯系内酯的制备方法，所述方法为：将1,3-环己二酮与溴代十二烷在催化剂作用下进行烷基化得到二酮，再将二酮开环氧化得到5-氧代十八酸，经过硼氢化钠还原后，酸化环合得到δ-十八内酯。
本发明所述中分四个步骤：烷基化反应；开环反应；还原与成环反应，重结晶。
本发明的技术方案中，烷基化均优选所述甲苯类作溶剂生成的无机盐易与其分离，碱性催化剂与助剂三辛基甲基氯化铵促使长链烷基化的顺利进行，是整个工艺中的关键一步。
本发明的技术方案中，开环反应优选碱性催化剂于水相中进行，酸化后同时生成物难溶于水，易分离。
本发明的技术方案中，还原与成环反应，采用室温硼氢化钠还原，盐酸环合，操作简单，易于工业化。
本发明的技术方案中，重结晶，提高产品纯度，香气。
本发明一个优选的技术方案为：
一种δ-十八内酯系内酯的制备方法，所述方法为：70~80℃下，将摩尔比为1:1:7.5:1的1,3-环己二酮与溴代十二烷于甲苯的氢氧化钾溶剂中以及少量催化剂反应4~5h，得产物I；将I与其10倍质量的10%氢氧化钠水溶液90℃回流反应30h，酸化后过滤得到固体5-氧代十八酸Ⅱ；再Ⅱ于5倍质量95%乙醇中，分批加入适量的硼氢化钠，30~35℃保温3h，加入适量盐酸调节Ph=5左右，升温50~60℃,保温0.5h得到δ-十八内酯Ⅲ;Ⅲ经正己烷于-10℃重结晶，过滤，干燥得δ-十八内酯。该工艺总的摩尔收率68.3%。
上述技术方案中，所述“过滤”优选使用布式漏斗过滤除去体系内固体。
上述技术方案中，优选利用减压蒸馏方法除去过滤后所得滤液中的溶剂。
本发明中的烷基化反应过程中采用了甲苯作溶剂，碱催化剂加助剂，缺一不可，改善了长链烷烃难于烷基化的特点，反应后过滤，有效的分离了有机物与无机物。减少了污水处理问题，该方法可以直接过滤掉体系内的无机盐，省略了水洗过程，既减少废水排放又节省了洗涤设备，同时浓缩后的粗品可直接进行下一步反应，无需蒸馏，节约了能源。
过滤步骤具体为：将所得产物I和甲苯降温至室温后进行过滤，将所得全部滤液进行浓缩得粗品I。
本发明的有益效果为：本发明通过以廉价的原料反应，操作简单每步收率较高，从而降低成本，提高市场竞争力，更加易于工业化生产，解决了前人中难以工业化和成本高的问题。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例
δ-十八内酯的制备
1.十二烷基-1,3-环己二酮的制备：在装有搅拌、温度计冷凝管的1000ml四口瓶中加入甲苯400ml，开动搅拌，加入1,3-环己二酮56g、氢氧化钾28g、三辛基甲基氯化铵4g，升温至70~80℃，保温1h。与该温度下，滴加溴代十二烷125g，约1h滴完。滴完后升温至80℃，保温5h。水浴降至室温后，过滤得棕色液体，减压脱除溶剂甲苯后，得粗品十二烷基-1,3-环己二酮I粗品140g，备用。产率98%。
反应方程式如下：
2.5-氧代十八酸的制备：在装有搅拌、温度计、冷凝管的500ml四口烧瓶内加入上述粗品30g，事先将配好10%氢氧化钠溶液300g加入四口烧瓶中，开动搅拌升温至90℃，保温反应30h。反应结束后，用冰水浴降温15~20℃，滴加浓盐酸，控制温度不超过20℃，调节Ph=4~5有固体析出，过滤得5-氧代十八酸27g。收率84.6%。
反应方程式如下：
3.δ-十八内酯的制备：在装有搅拌、温度计、冷凝管的500ml四口烧瓶内加入上述粗品23g、95%乙醇115g、氢氧化钠4g开动搅拌，冰水浴，分批加入硼氢化钠1.5g，放热明显，加完后，缓慢升温至30~35℃，保温3h。待原料反应完全后，滴加5%盐酸，调节PH=5~6，升温50~60℃，反应半小时。减压脱除溶剂后，降至室温，加入100ml三氯甲烷，水洗两次，脱除溶剂后，的粗品21.5g。收率84.1%。将上述粗品加入32g的正己烷中，升温至溶解后，于低温槽中缓慢搅拌，-10℃，保温1h，过滤，得δ-十八内酯，干燥后得白色蜡状固体18g，收率83.3%。具有脂香和蜡香香气，熔点38~39℃，含量98.6%以上。
反应方程式如下：
对比例1
在装有搅拌、温度计、冷凝管的1000ml四口瓶内加水400ml、1,3-环己二酮56g，氢氧化钾28g，三辛基甲基氯化铵4g，升温至70~80℃,保温1h，滴加溴代十二烷125g加入完毕在此温度保温反应5h，降温至室温。静止，分出油层123g，取样分析，油层为溴代十二烷，水层为1,3-环己二酮，没有得到I。
对比例2
在装有搅拌、温度计、冷凝管的1000ml四口瓶内加入甲醇400ml、1,3-环己二酮56g，氢氧化钾28g，三辛基甲基氯化铵4g，升温至70~80℃,保温1h，滴加溴代十二烷125g加入完毕在此温度保温反应5h，降温至室温，过滤。浓缩后得粗品I。
不同溶剂对反应的影响（表一）
| 溶剂 | 转化率 | 保温时间 | 产率 | |
| 实施例1 | 水 | 0% | 5h | 0% |
| 对比例1 | 甲醇 | 50% | 5h | 50% |
| 对比例2 | 甲苯 | 98% | 5h | 98% |
上表中“保温时间”指溴代十二烷全部加入后的保温时间。由表一中可以看出，不同的溶剂作用效果为甲苯＞甲醇＞水。这是由于有水生成，甲苯不易溶于水，1,3-环己二酮低温时也不易溶于甲苯中，而生成的有机物易溶于甲苯，这样将反应的生成物与水分开，促进了反应的正向移动，水和甲醇易溶水和1,3-环己二酮，使反应生成物难于与水分离开来，阻止了反应的进行。
对比例3
在装有搅拌、温度计、冷凝管的1000ml四口瓶内加甲苯400ml、1,3-环己二酮56g，氢氧化钾28g，升温至70~80℃,保温1h，滴加溴代十二烷125g加入完毕在此温度保温反应5h，降温至室温。过滤，浓缩后得I粗品126g，收率90%。
对比例4
在装有搅拌、温度计、冷凝管的1000ml四口瓶内加入甲苯400ml、1,3-环己二酮56g，氢氧化钾28g，三甲基甲基氯化铵4g，升温至70~80℃,保温1h，滴加溴代十二烷125g加入完毕在此温度保温反应5h，降温至室温，过滤。浓缩后得I粗品133g。
不同助剂对反应的影响（表二）
| 助剂 | 转化率 | 保温时间 | 产率 | |
| 实施例1 | 三辛基甲基氯化铵 | 99% | 5h | 98% |
| 对比例3 | 不加 | 90% | 5h | 90% |
| 对比例4 | 三甲基氯化铵 | 95% | 5h | 95% |
由表二中可以看出，不同的助剂作用效果为三辛基甲基氯化铵＞三甲基氯化铵＞不添加助剂。这是由于辛基的炭链长于甲基，在反应体系中更利于反应的进行，促进了反应的进程。而不添加助剂的则反应活性较弱。
由此可见，该工艺操作简单，适用于工业化，工艺的摩尔收率在68.3%，产品质量好香气佳，具有很强的市场竞争力。
本发明涉及一种δ-十八内酯的制备方法，所述方法为：70~80℃下，将摩尔比为1:1：7.5:1的1,3-环己二酮、溴代十二烷、甲苯、氢氧化钾以及少量催化剂三辛基甲基氯化铵于甲苯溶剂中反应得到二酮化合物；再将二酮化合物I在10%氢氧化钠的水溶液中回流反应30h，降至室温酸化，得到5-氧代十八酸；于30-35℃乙醇中经硼氢化钠还原，处理后，经稀盐酸环化得粗品δ-十八内酯；由正己烷重结晶得固体δ-十八内酯。本发明通过以1,3-环己二酮、溴代十二烷反应，制得δ-十八内酯。该工艺具有以下优点：1.原料易得，价廉；2.操作简单，反应步骤少，易于工业化生产；3.收率高，产品质量好，香气佳。
Claims (5)
1.一种δ-十八内酯的制备方法，所述方法为：在一定温度下，将1,3-环己二酮、溴代十二烷、氢氧化钾以及少量催化剂三辛基甲基氯化铵于甲苯溶剂中反应得到二酮化合物；再将二酮化合物在氢氧化钠的水溶液中回流反应，降至室温酸化，得到5-氧代十八酸；于乙醇中经硼氢化钠还原，处理后，于稀盐酸环化得粗品δ-十八内酯；经正己烷重结晶得固体δ-十八内酯，该工艺的摩尔收率68.3%（按1,3-环己二酮计算）。
2.其中，所述二酮化合物与氢氧化钠的摩尔比为0.14:1~0.15:1；5-氧代十八酸与硼氢化钠的摩尔比为1:0.43~1:0.44；正己烷与δ-十八内酯质量比3:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法为：70~80℃下，将摩尔比为1:1:7.5:1的1,3-环己二酮与溴代十二烷于甲苯的氢氧化钾溶剂中以及少量催化剂反应4~5h，得产物I。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法为：将I与其10倍质量的10%氢氧化钠水溶液90℃回流反应30h，酸化后过滤得到固体5-氧代十八酸Ⅱ。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：再Ⅱ于5倍质量95%乙醇中，分批加入适量的硼氢化钠，30~35℃保温3h，加入适量盐酸调节Ph=5左右，升温50~60℃,保温0.5h得到δ-十八内酯Ⅲ;
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：Ⅲ经正己烷于-10℃重结晶，过滤，干燥得δ-十八内酯。
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|---|---|---|---|---|
| CN114573451A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-06-03 | 华南理工大学 | 一种分离12-羟基硬脂酸、γ-油酸内酯和δ-油酸内酯的方法 |
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| CN102010391A (zh) * | 2010-11-16 | 2011-04-13 | 上海应用技术学院 | 一种高纯度丁位癸内酯的制备方法 |
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