CN107089957B - 一种4h-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种4H‑5‑(1‑羟基‑1‑甲基乙基)‑2‑甲基‑2‑呋喃乙醇的制备方法。其具体步骤如下：(1)将摩尔比为4:1～1:1的4H‑5‑(1‑羟基‑1‑甲基乙基)‑2‑甲基‑2‑呋喃乙醛和硼氢化钠在乙醇和水组成的混合溶剂中，室温下搅拌反应2～3小时，反应结束后，用酸水溶液洗涤，洗涤pH至中性；(2)将步骤(1)中洗涤pH至中性的反应液用萃取剂萃取，萃取后的有机相干燥、浓缩得到粗品；粗品经纯化处理得到4H‑5‑(1‑羟基‑1‑甲基乙基)‑2‑甲基‑2‑呋喃乙醇。该制备方法具有原料易得、制备过程简单、操作方便，生产成本较低，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种杂环单萜类香料的制备方法，更具体的说是涉及一种4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法。
背景技术
4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇，为无色液体，是二醇类化合物，同时，也是一种五元含氧杂环的呋喃类化合物，是十分有用的香料和医药中间体。它以顺式和反式两种异构体存在，是植物和水果等的重要组成成分。关于这个化合物的制备，报道的文献不多，大部分都是以芳樟醇，香叶醇为原料，用氧化剂进行环氧化，然后再进行重排，得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇。
1994年，Grein B等，(2-Formylmethyl-2-methyl-5-(1-hydroxy-1-methylethyl)-tetrahydrofuran:major volatile product of the water-mediatedoxidative decomposition of citral[J],Flavour&Fragrance Journal,1994,9:93-98)以(R)(-)-芳樟醇为起始原料，通过间氯过氧苯甲酸氧化，pH＝3.00的酸催化条件下，环化得到呋喃型和吡喃型氧化芳樟醇，分离提纯出呋喃型产物，经硼烷还原得到反式4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇。这种方法虽得到了反式的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇，但反应路线长，有机过酸氧化反应条件不容易控制，中间要进行分离提纯出呋喃型产物，产率也不高。
2005年，AnioM等(Biotransformation of 6,7-epoxygeraniol by fungi[J],Applied Microbiogy&Biotechnology,2005,68(3):311-315)，利用香叶醇为原料，进行生物合成得到6,7-环氧香叶醇，然后在酸性条件下，进行水合环化，最终得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇。这种方法利用生物合成，反应条件苛刻，不能大规模生产。
以上两种方法分别以芳樟醇和香叶醇为原料，前者反应路线长，有机过酸氧化反应条件不容易控制，中间要进行分离提纯出呋喃型产物，产率也不高。后者利用生物合成，反应条件苛刻，不能大规模生产。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的方法只能用芳樟醇和香叶醇为原料，有机过酸环氧化或者生物环氧化，反应路线长，得率不高，而提出了一种一步反应得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法。该制备方法所用原料易得、制备过程简单、操作方便，适于工业化生产。
一种4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法，其反应过程的方程式如下所示：
本发明中，将原料4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛中的醛羰基在乙醇和水的混合溶剂中，与硼氢化钠进行亲核加成反应，形成羟基，最后得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法，具体步骤如下：
(1)将摩尔比为4:1～1:1的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛和硼氢化钠在乙醇和水组成的混合溶剂中，室温下搅拌反应2～3小时，用酸水溶液洗涤，洗涤pH至中性；
(2)将步骤(1)中洗涤pH至中性的反应液用萃取剂萃取，萃取后的有机相干燥、浓缩得到粗品；粗品经纯化处理得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇。
上述步骤(1)中，混合溶剂中，乙醇和水的体积比为1:1；4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛和乙醇的投料比为1:2～1:4mol/L。
上述步骤(1)中，酸为盐酸。
上述步骤(2)中，萃取剂为乙醚。
上述步骤(2)中，用无水Na2SO4或者无水MgSO4进行干燥。
上述步骤(2)中，采用柱层析进行纯化处理。柱层析时，洗脱液为石油醚和乙酸乙酯；其体积比在7:1～12:1之间。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的一种4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法，由于制备过程中所用的原料和合成路线的不同，一步反应得到了4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇。提供了一种原料易得、制备过程简单、反应时间短(2～3小时)、操作方便的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法。最终粗产物4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的得率可达78.15～85.56％；
进一步，本发明的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法中所用的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛原料易得，价格低廉，所以本发明的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法生产成本较低，适于工业化生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
本发明所用的各种分析仪器的型号及生产厂家的信息如下：
Bruker AVANCE III 500MHz核磁共振仪，瑞士Bruker公司生产；
Nicolet Avatar 360FT-IR型红外光谱仪，美国Nicolet公司生产；
6890N-5973GC-MS，美国安捷伦公司生产；
旋转蒸发仪，型号ZX－98，上海豫康科教仪器设备有限公司生产；
硅胶柱，2.5cm×50cm，上海正慧工贸有限公司生产。
实施例1
一种4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法，包括下列步骤：
(1)、在室温下，将2.02克(98.90％,10.74mmol)4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛、0.10克(2.68mmol)硼氢化钠、5mL乙醇和5mL水组成的混合溶液A,搅拌反应2.5h后，所得的反应液用质量百分比浓度为10％的HCl水溶液洗涤，洗涤pH至中性；
(2)、将步骤(1)pH洗涤至中性的反应液用乙醚提取，所得的有机层用无水MgSO4干燥，翌日用滤纸过滤，所得的滤液用旋转蒸发仪蒸发、浓缩后得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇粗产物1.63g，经气相色谱分析检测，其纯度为96.80％，得率78.15％，其中顺式与反式两者质量比为1：1；
(3)、将步骤(2)得到的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇粗产物用硅胶柱分离，用石油醚和乙酸乙酯按体积比即石油醚：乙酸乙酯为9：1的比例组成的混合溶剂作淋洗剂淋洗，直到无产物流出为止，然后蒸去石油醚和乙酸乙酯混合溶剂，最终得到1.16g的无色物质。
上述所得的无色物质的红外光谱数据如下：
IR(ν/cm-1,液膜):3387(ν-OH),1451(νCH2),1375(νCH3),1113(νC-O-C)；
上述所得的无色物质的核磁共振谱数据如下：
1HNMR(TMS,CDCl3),δ:3.80-3.93(m,1H),3.71-3.95(m,2H),2.58(s,2H),1.50-2.00(m,6H),1.28(s,3H),1.24(s,3H),1.13(s,3H)。
上述所得的无色物质的质谱数据如下：
EIMS m/z:188(M+),173,155,143,129,125,111,102,99,93,85,81,71,69,67,59,55。
通过上述所得的无色物质的红外光谱数据、核磁共振谱数据和质谱数据进行分析，结果表明，上述所得的无色物质即为4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇，经气相色谱分析，其纯度为98.00％，得率为72.05％。其顺式与反式两者质量比为1：1。
实施例2
一种4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法，包括下列步骤：
(1)、在室温下，将2.05克(98.90％,11.08mmol)4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛、0.21克(5.54mmol)硼氢化钠、6mL乙醇和6mL水组成的混合溶液A,搅拌反应2.5h后，所得的反应液用质量百分比浓度为10％的HCl水溶液洗涤，洗涤pH至中性；
(2)、将步骤(1)pH洗涤至中性的反应液用乙醚提取，所得的有机层用无水MgSO4干燥，翌日用滤纸过滤，所得的滤液用旋转蒸发仪蒸发、浓缩后得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇粗产物1.73g，经气相色谱分析检测，其纯度为97.00％，得率为80.56％，其中顺式与反式两者质量比为1：1；
(3)、将步骤(2)得到的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇粗产物用硅胶柱分离，用石油醚和乙酸乙酯按体积比即石油醚：乙酸乙酯为9：1的比例组成的混合溶剂作淋洗剂淋洗，直到无产物流出为止，然后蒸去石油醚和乙酸乙酯溶剂，最终得到1.24g的无色的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇纯品，经气相色谱分析，其纯度98.00％，得率为72.42％，其中顺式与反式两者质量比为1：1。
实施例3
一种4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法，包括下列步骤：
(1)、在室温下，将3.02克(98.90％,16.06mmol)4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛、0.46克(12.05mmol)硼氢化钠、7mL乙醇和7mL水组成的混合溶液A,搅拌反应2.5h后，所得的反应液用质量百分比浓度为10％的HCl水溶液洗涤，洗涤pH至中性；
(2)、将步骤(1)洗涤pH至中性的反应液用乙醚提取，所得的有机层用无水MgSO4干燥，翌日用滤纸过滤，所得的滤液用旋转蒸发仪蒸发、浓缩后得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇粗产物2.68g，经气相色谱检测，其纯度为96.38％，得率为85.56％，其中顺式与反式两者质量比为1：1；
(3)、将步骤(2)得到的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇粗产物用硅胶柱分离，用石油醚和乙酸乙酯按体积比即石油醚：乙酸乙酯为9：1的比例组成的混合溶剂作淋洗剂淋洗，直到无产物流出为止，然后蒸去石油醚和乙酸乙酯溶剂，最终得到1.87g的无色的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇纯品，经气相色谱分析其纯度大于98.00％，得率为70.95％，其中顺式与反式两者质量比为1：1。
实施例4
一种4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法，包括下列步骤：
(1)、在室温下，将3.45克(98.90％,18.34mmol)4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛、0.69克(18.34mmol)硼氢化钠、10mL乙醇和10mL水组成的混合溶液A,搅拌反应2.5h后，所得的反应液用质量百分比浓度为10％的HCl水溶液洗涤，洗涤pH至中性；
(2)、将步骤(1)洗涤pH至中性的反应液用乙醚提取，所得的有机层用无水MgSO4干燥，翌日用滤纸过滤，所得的滤液用旋转蒸发仪蒸发、浓缩后得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇粗产物2.84g，经气相色谱分析，其纯度为97.27％，得率为80.14％，其中顺式与反式两者质量比为1：1；
(3)、将步骤(2)得到的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇粗产物用硅胶柱分离，用石油醚和乙酸乙酯按体积比即石油醚：乙酸乙酯为9：1的比例组成的混合溶剂作淋洗剂淋洗，直到无产物流出为止，然后蒸去石油醚和乙酸乙酯混合溶剂，最终得到2.08g的无色的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇，经气相色谱分析，其纯度大于98.00％，得率为73.79％，其中顺式与反式两者质量比为1：1。
以上实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将摩尔比为4:1～1:1的4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛和硼氢化钠在乙醇和水组成的混合溶剂中，室温下搅拌反应2～3小时，用酸水溶液洗涤，洗涤pH至中性；
(2)将步骤(1)中洗涤pH至中性的反应液用萃取剂萃取，萃取后的有机相干燥、浓缩得到粗品；粗品经纯化处理得到4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醇；
步骤(1)中，混合溶剂中，乙醇和水的体积比为1:1；4H-5-(1-羟基-1-甲基乙基)-2-甲基-2-呋喃乙醛和乙醇的投料比为1:2～1:4mol/L。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，酸为盐酸。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，萃取剂为乙醚。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，用无水Na2SO4或者无水MgSO4进行干燥。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，采用柱层析进行纯化处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，柱层析时，洗脱液为石油醚和乙酸乙酯；其体积比在7:1～12:1之间。
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