CN108640826A - 一种制备ws系列凉味剂中间体薄荷基碳酸的格氏工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备WS系列凉味剂中间体薄荷基碳酸的格氏工艺，涉及有机合成技术领域，采用工业溴乙烷和工业四氢呋喃、镁屑作为原料，不需要采用惰性气体保护，通过滴加氯代薄荷醇生成格氏试剂；生成的薄荷基氯格式试剂通过静置沉淀分离获得的上层液，再通入气体二氧化碳，吸收二氧化碳后滴加盐酸，即得薄荷基碳酸。本发明反应时间短且没有副产物，原料镁屑利用率高，最终氯代薄荷醇全部转化为薄荷基碳酸，提高凉味剂WS中间体的产品收率，减少原料的损失率；节约溶剂，对于格氏反应条件要求不苛刻，无废液排放。

Description

一种制备WS系列凉味剂中间体薄荷基碳酸的格氏工艺

技术领域：

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种制备WS系列凉味剂中间体薄荷基碳酸的格氏工艺。

背景技术：

天然薄荷脑作为一种清凉剂在日用化工、食品、医药和卷烟制品中具有很重要的用途，但由于薄荷脑挥发性和刺激性大，导致其清凉效果短促而强烈，甚至对人体皮肤和眼睛造成伤害，其特殊的薄荷气味更是限制了它在日化用品中的广泛应用。

新型凉味剂WS-3(N-乙基-2-异丙基-5-甲基-环己烷甲酰胺)、凉味剂WS-5(N-(乙氧羰基甲基)-对烷-3-甲酰胺)、WS-12(N-(4-甲氧基苯基)-对薄荷基-3-羧酰胺)的特点是清怡、持久、新鲜、无刺激性辣味、无苦味，可以广泛用于口香糖、牙膏、糖果、果冻、果酱、淀粉食品、肉制品、香烟、药品等制品,因此对WS系列凉味剂进行合成研究极有现实意义。

WS系列凉味剂是利用薄荷脑为原料，通过氯化反应、格式反应、酰化反应等合成，该产品一系列反应中格式反应最为关键和重要。通过格式反应就可以得到中间体薄荷基碳酸，薄荷基碳酸的收率直接影响凉味剂WS的收率

在制备薄荷基碳酸过程中，由于薄荷基氯不够活泼，格式反应引发困难，影响镁屑使用量。现有技术都是直接往制备好薄荷基氯的格式试剂中加入干冰或者通入二氧化碳，每次格式反应后破坏了格式试剂，造成下次必须制备新的格式试剂。而新制备格式试剂对条件要求苛刻，容易制备失败，每制备一次格式试剂需要时间比较长，制备的格式试剂活性不够，容易造成浪费镁屑。而由于薄荷基氯格式反应中副产物多，格式反应不彻底，对于下一步吸收二氧化碳影响较大，从而造成收率降低，影响产量。

采用传统格式合成工艺方法对原料镁屑要求去除表面氧化物、对于溶剂要采用独特方法干燥才行，不能够大规模采用大宗原料，大大增加了原料成本；而且镁屑不能够完全参加格式反应，造成格式结束后镁屑大量残余，废弃的镁屑只能作为固废储存，增加了生产危险性，每制备一次格式试剂就需要新投入1,2-二溴乙烷，降低了凉味剂ws的利润空间，ws整体收率在40-50％。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种不需要重复制备新鲜格氏试剂、节约溶剂和提高产品收率的制备WS系列凉味剂中间体薄荷基碳酸的格氏工艺。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种制备WS系列凉味剂中间体薄荷基碳酸的格氏工艺，包括以下步骤：

(1)称取镁屑并加入格氏反应釜中，然后抽入四氢呋喃，开启搅拌，再滴加溴乙烷，滴加过程温度控制在60-70℃；

(2)向格氏反应釜中滴加氯代薄荷醇，滴加过程温度保持在45℃，滴加速度控制在1kg/min；

(3)滴加完毕后保持搅拌30min，然后关闭搅拌，静置沉淀1h；

(4)静置结束后放出下层粘稠液体于干燥容器内，直至放出液体变稀为止，再放出稀液体于另一干燥容器内；

(5)将稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温达到35℃时通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气时继续搅拌1h，仍然不再吸气即为合格；

(6)将吸气后所得粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加20％盐酸，即得到薄荷基碳酸；

(7)将第4步得到的下层粘稠液体抽回格氏反应釜内，补加一定量的镁屑和四氢呋喃，从高位槽滴加氯代薄荷醇，釜内温不得超过45℃，滴加结束后搅拌30min，静置沉淀，放出下层粘稠液体于干燥的容器内，直至放出液体变稀为止，再放出稀液体于另一干燥容器内；

(8)将稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温达到35℃时通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气时继续搅拌1h，仍然不再吸气即为合格；

(9)将吸气后所得粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加20％盐酸，即得到薄荷基碳酸；

(10)如此循环格氏反应就可。

本发明的有益效果是：

(1)本发明采用工业溴乙烷和工业四氢呋喃、镁屑作为原料，不需要采用惰性气体保护，通过滴加氯代薄荷醇生成格氏试剂；生成的薄荷基氯格式试剂通过静置沉淀分离获得的上层液，再通入气体二氧化碳，吸收二氧化碳后滴加盐酸，即得薄荷基碳酸。

(2)本发明一次性制备格氏引发剂后，后续只需简单的分离，就可循环发生格氏反应，避免每次格氏反应重新制备新鲜的格氏引发剂，而且只采用一次溴乙烷，避免产生大量格氏反应后镁屑固废物，采用普通格氏原料，极大降低了原料成本，提高格氏效率。

(3)本发明分离出的下层较为粘稠液体可以循环进行下一次格氏反应，在下层液体中加入镁屑，再直接滴入四氢呋喃和氯代薄荷醇即可获得格氏试剂；反应时间短且没有副产物，原料镁屑利用率高，最终氯代薄荷醇全部转化为薄荷基碳酸，提高凉味剂WS中间体的产品收率，减少原料的损失率；节约溶剂，对于格氏反应条件要求不苛刻，可以不间断的连续性格氏化反应，降低生产危险，保障了生产安全，无废液排放，环保经济；格氏反应与加成反应互不影响，格氏效率高。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

首先称取24kg镁屑加入格氏反应釜中，抽入27kg四氢呋喃，开启搅拌，滴加13kg溴乙烷，滴加过程控制60-70℃，根据配比滴加约3h；然后往釜中滴加54kg氯代薄荷醇，滴加过程保持45℃，滴加1h结束，1kg/min；滴加完毕后，保持搅拌30min，然后关闭搅拌，静置沉淀1h；静置结束后，放出下层粘稠液体于干燥容器内，直至放出液体为变稀为止，再放出稀液体于另一干燥容器内；把稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温在35℃时，通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气，搅拌1h后，也不再吸气即为合格；再吸气后粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加87kg 20％盐酸，即得到薄荷基碳酸；把得到的下层粘稠液体抽回格氏反应釜内，补加24kg镁屑和27kg四氢呋喃，从高位槽滴加54kg氯代薄荷醇，釜内温不可以超过45℃，滴加1-3h，搅拌30min，静置沉淀，放出下层粘稠液体于干燥的容器内，直至放出液体为变稀为止；把稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温在35℃时，通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气，搅拌1h后，也不再吸气即为合格；然后吸气后粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加87kg20％盐酸，即得到薄荷基碳酸，气相色谱检测，未发现氯代薄荷醇，氯代薄荷醇全部转化为薄荷基碳酸。

实施例2

首先称取25kg镁屑加入格氏反应釜中，抽入27kg四氢呋喃，开启搅拌，滴加13kg溴乙烷，滴加过程控制60-70℃，根据配比滴加约3h；然后往釜中滴加54kg氯代薄荷醇，滴加过程保持45℃，滴加1h结束，1kg/min；滴加完毕后，保持搅拌30min，然后关闭搅拌，静置沉淀1h；静置结束后，放出下层粘稠液体于干燥容器内，直至放出液体为变稀为止，再放出稀液体于另一干燥容器内；把稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温在35℃时，通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气，搅拌1h后，也不再吸气即为合格；再吸气后粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加87kg 20％盐酸，即得到薄荷基碳酸；把得到的下层粘稠液体抽回格式釜内，补加25kg镁屑和27kg四氢呋喃，从高位槽滴加54kg氯代薄荷醇，釜内温不可以超过45℃，滴加1-3h，搅拌30min，静置沉淀，放出下层粘稠液体于干燥的容器内，直至放出液体为变稀为止；把稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温在35℃时，通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气，搅拌1h后，也不再吸气即为合格；然后吸气后粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加87kg 20％盐酸，即得到薄荷基碳酸；把得到的下层粘稠液体抽回格式釜内，补加25kg镁屑和27kg四氢呋喃，从高位槽滴加54kg氯代薄荷醇，釜内温不可以超过45℃，滴加1-3h，搅拌30min，静置沉淀，放出下层粘稠液体于干燥的容器内，直至放出液体为变稀为止；把稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温在35℃时，通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气，搅拌1h后，也不再吸气即为合格；然后吸气后粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加87kg20％盐酸，即得到薄荷基碳酸，气相色谱检测，未发现氯代薄荷醇，氯代薄荷醇全部转化为薄荷基碳酸。

实施例3

首先称取23kg镁屑加入格氏反应釜中，抽入24kg四氢呋喃，开启搅拌，滴加11kg溴乙烷，滴加过程控制60-70℃，根据配比滴加约3h，然后往釜中滴加54kg氯代薄荷醇，滴加过程保持45℃，滴加1h结束，1kg/min；滴加完毕后，保持搅拌30min，然后关闭搅拌，静置沉淀1h，静置结束后，放出下层粘稠液体于干燥容器内，直至放出液体为变稀为止，再放出稀液体于另一干燥容器内；把稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温在35℃时，通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气，搅拌1h后，也不再吸气即为合格，再吸气后粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加87kg 20％盐酸，即得到薄荷基碳酸；把得到的下层粘稠液体抽回格式釜内，补加23kg镁屑和24kg四氢呋喃，从高位槽滴加54kg氯代薄荷醇，釜内温不可以超过45℃，滴加1-3h，搅拌30min，静置沉淀，放出下层粘稠液体于干燥的容器内，直至放出液体为变稀为止，把稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温在35℃时，通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气，搅拌1h后，也不再吸气即为合格，然后吸气后粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加87kg 20％盐酸，即得到薄荷基碳酸；把得到的下层粘稠液体抽回格式釜内，补加23kg镁屑和24kg四氢呋喃，从高位槽滴加54kg氯代薄荷醇，釜内温不可以超过45℃，滴加1-3h，搅拌30min，静置沉淀，放出下层粘稠液体于干燥的容器内，直至放出液体为变稀为止；把稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温在35℃时，通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气，搅拌1h后，也不再吸气即为合格，然后吸气后粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加87kg20％盐酸，即得到薄荷基碳酸，气相色谱检测，未发现氯代薄荷醇，氯代薄荷醇全部转化为薄荷基碳酸；把得到的下层粘稠液体抽回格式釜内，补加24kg镁屑和26kg四氢呋喃，从高位槽滴加56kg薄荷基氯液体，釜内温不可以超过45℃，滴加1-3h，搅拌30min，静置沉淀，放出下层粘稠液体于干燥的容器内，直至放出液体为变稀为止；把稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温在35℃时，通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气，搅拌1h后，也不再吸气即为合格，然后吸气后粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加87kg20％盐酸，即得到薄荷基碳酸，气相色谱检测，未发现氯代薄荷醇，氯代薄荷醇全部转化为薄荷基碳酸。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种制备WS系列凉味剂中间体薄荷基碳酸的格氏工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)称取镁屑并加入格氏反应釜中，然后抽入四氢呋喃，开启搅拌，再滴加溴乙烷，滴加过程温度控制在60-70℃；

(2)向格氏反应釜中滴加氯代薄荷醇，滴加过程温度保持在45℃，滴加速度控制在1kg/min；

(3)滴加完毕后保持搅拌30min，然后关闭搅拌，静置沉淀1h；

(4)静置结束后放出下层粘稠液体于干燥容器内，直至放出液体变稀为止，再放出稀液体于另一干燥容器内；

(5)将稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温达到35℃时通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气时继续搅拌1h，仍然不再吸气即为合格；

(6)将吸气后所得粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加20％盐酸，即得到薄荷基碳酸；

(7)将第4步得到的下层粘稠液体抽回格氏反应釜内，补加一定量的镁屑和四氢呋喃，从高位槽滴加氯代薄荷醇，釜内温不得超过45℃，滴加结束后搅拌30min，静置沉淀，放出下层粘稠液体于干燥的容器内，直至放出液体变稀为止，再放出稀液体于另一干燥容器内；

(8)将稀液体抽入加成反应釜内，当釜内温达到35℃时通入二氧化碳气体，控制二氧化碳气体流量为2L/min，随着二氧化碳总量的增加，釜内料液逐渐变稠，当其不再吸气时继续搅拌1h，仍然不再吸气即为合格；

(9)将吸气后所得粘稠液体抽入到水解反应釜内，控制温度在10℃以下，滴加20％盐酸，即得到薄荷基碳酸；

(10)如此循环格氏反应就可。