CN109096240B - 一种大环内酯前体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机合成技术领域，具体为一种大环内酯前体的制备方法。本发明包括以下步骤：(1)将环己酮和过氧化氢混合，再加入铁盐催化剂，在室温下反应1‑8h，反应结束后通过柱层析法分离得到主产物1,1’‑二氢过氧化二环己基过氧化物；(2)在有机酸催化下将主产物与环己酮缩合，反应结束后，分离纯化后得到大环内酯前体1,2,4,5,7,8‑六氧杂‑3,6,9‑三亚环己基环壬烷。本发明以廉价易得的环己酮为原料，在20‑45℃的温度下，通过两步反应在铁盐与少量有机酸催化制得产物；本发明工艺简单，方便，具有较优的产率，适合推广应用，制备的产品可用于香烟定香剂等领域。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，特别涉及一种大环内酯前体的制备方法。
背景技术
1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷具有热不稳定性，在诸多方面都有应用。可以通过热分解制备大环内酯。例如，应用于混合型卷烟中的定香剂环十五内酯的前体。但目前1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷的制备方法中多使用低温条件与浓酸，反应条件控制难度与危险程度偏高。因此，寻找一种新的制备1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷的方法具有重要意义。
目前，制备该类化合物多需要在低温条件下进行，使用高浓度强酸，且反应时间较长，如Rode A B,Chung K,Kim Y W,et al.Synthesis and Cetane-ImprovingPerformance of 1,2,4,5-Tetraoxane and 1,2,4,5,7,8-Hexaoxonane Derivatives[J].Energy Fuels,2010,24(3):1636-1639所报导。或Yang S.Synthesis and Applicationof Precursors of Macrocyclolactones[J].Tobacco Science&Technology,2004,39(7):40-42所报导。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种大环内酯前体1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷的制备方法。本发明制备方法简单，无需强酸强碱环境，反应条件温和，反应时间短。
本发明技术方案具体介绍如下。
一种大环内酯前体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将环己酮与过氧化氢混合，加入铁盐催化剂，在20-45℃的温度下反应1-6h，反应结束后依次萃取浓缩、分离纯化得到主产物1,1’-二氢过氧化二环己基过氧化物；
(2)在20-45℃的温度下，将步骤(1)得到的主产物1,1’-二氢过氧化二环己基过氧化物与环己酮在有机酸催化剂作用下反应1～3h，反应结束后，分离纯化得到大环内酯前体1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷。
本发明中，步骤(1)中，过氧化氢的浓度为10-35wt％，环己酮与过氧化氢的摩尔比是1:1-1:5。
本发明中，步骤(1)中，萃取溶剂为二氯甲烷或乙酸乙酯。
本发明中，步骤(1)中，铁盐催化剂选自硫酸铁、硫酸铁铵或硝酸铁中的一种或几种。
本发明中，步骤(1)中，以环己酮、过氧化氢和铁盐催化剂的总摩尔数为基准，铁盐催化剂的摩尔百分数为1-15％。优选的，其摩尔百分数为4.5％～10％。
本发明中，步骤(2)中，有机酸选自乙酸，甲酸或对甲苯磺酸中的一种或几种。
本发明中，步骤(2)中，主产物与环己酮的摩尔比为1:0.9～0.9:1。
本发明中，步骤(2)中，以主产物、环己酮和有机酸催化剂的总摩尔数为基准，有机酸催化剂的摩尔百分数为2-20％。优选的，有机酸催化剂的摩尔百分数为5～10％。
本发明中，步骤(1)和步骤(2)中，反应温度为25-30℃。
本发明中，步骤(1)和步骤(2)中，分离纯化采用柱层析法。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的一种大环内酯前体1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷的制备方法，以廉价易得的环己酮与30％过氧化氢为原料，无需在低温环境中操作，不使用高浓度质子酸与缩酮，仅在催化量的铁盐与有机酸催化下，即可发生反应，制备一种1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷。
本发明的制备方法，底物结构简单易得；且本发明的制备方法工艺简单，操作方便，具有较优的产率(37％～54％)，适合推广应用，制备的产品可应用于大环内酯合成。
附图说明
图1为实施例1的第一步反应主产物1,1’-二氢过氧化二环己基过氧化物的1H NMR氢谱图。
图2为实施例1的最终产物1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷的1HNMR氢谱图。
具体实施方式
下面结合具体实例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际用于中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
本发明的一种大环内酯前体1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将环己酮与过氧化氢混合，加入铁盐催化剂，在20-45℃下反应1-6h，反应后萃取浓缩，分离得到主产物；
(2)在20-45℃下，将上一步主产物与环己酮通过有机酸催化反应1-3h，反应结束后分离纯化得到1,2,4,5,7,8-六氧杂-3,6,9-三亚环己基环壬烷。
本发明的反应式如下：
实施例1
称取10.0mmol的环己酮与30mmol的过氧化氢加入瓶中，加入2mmol的十二水合硫酸铁铵，25℃下反应1h，反应结束后，萃取浓缩后，乙酸乙酯/石油醚＝1/5(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离得到主产物1,1’-二氢过氧化二环己基过氧化物。
如图1所示，对主产物1进行核磁表征，结果如下：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.55(s,2H),1.87(s,8H),1.61(s,8H),1.48(s,4H)。
25℃下，将主产物与等摩尔的环己酮混合，加入对甲苯磺酸(以主产物、环己酮和对加苯磺酸总摩尔数为基准，对甲苯磺酸的摩尔百分数为5％)反应2h，乙酸乙酯/石油醚＝1/70(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离产物。
现已被报道的通过环己酮与30％过氧化氢反应制备目标产物2的收率为25％，本实施例1的目标产品总收率为54％。
如图2所示，对目标产品2进行核磁表征，结果如下：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ1.86(s,6H),1.79(s,6H),1.59(s,12H),1.44(s,6H)。
实施例2
称取10.0mmol的环己酮与30mmol的过氧化氢加入瓶中，加入2mmol的硫酸铁，25℃下反应1h，反应结束后，萃取浓缩后，乙酸乙酯/石油醚＝1/5(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离得到主产物1。25℃下，将主产物与等摩尔的环己酮混合，加入对甲苯磺酸(以主产物、环己酮和对加苯磺酸总摩尔数为基准，对甲苯磺酸的摩尔百分数为5％)反应2h，乙酸乙酯/石油醚＝1/70(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离产物。
本实施例2的目标产品2总收率为37％。
实施例3
称取10.0mmol的环己酮与30mmol的过氧化氢加入瓶中，加入4mmol的十二水合硫酸铁铵，25℃下反应1h，反应结束后，萃取浓缩后，乙酸乙酯/石油醚＝1/5(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离得到主产物1。25℃下，将主产物与等摩尔的环己酮混合，加入对甲苯磺酸(以主产物、环己酮和对加苯磺酸总摩尔数为基准，对甲苯磺酸的摩尔百分数为5％)反应2h，乙酸乙酯/石油醚＝1/70(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离产物。
本实施例3的目标产品2总收率为45％。
实施例4
称取10.0mmol的环己酮与30mmol的过氧化氢加入瓶中，加入2mmol的十二水合硫酸铁铵，30℃下反应1h，反应结束后，萃取浓缩后，乙酸乙酯/石油醚＝1/5(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离得到主产物1。25℃下，将主产物与等摩尔的环己酮混合，加入对甲苯磺酸(以主产物、环己酮和对加苯磺酸总摩尔数为基准，对甲苯磺酸的摩尔百分数为5％)反应2h，乙酸乙酯/石油醚＝1/70(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离产物。
本实施例4的目标产品2总收率为42％。
实施例5
称取10.0mmol的环己酮与30mmol的过氧化氢加入瓶中，加入2mmol的十二水合硫酸铁铵，25℃下反应2h，反应结束后，萃取浓缩后，乙酸乙酯/石油醚＝1/5(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离得到主产物1。25℃下，将主产物与等摩尔的环己酮混合，加入对甲苯磺酸(以主产物、环己酮和对加苯磺酸总摩尔数为基准，对甲苯磺酸的摩尔百分数为5％)反应2h，乙酸乙酯/石油醚＝1/70(V/V)为洗脱剂，通过柱层析法分离产物。
本实施例5的目标产品2总收率为49％。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些事例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种大环内酯前体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将环己酮与过氧化氢混合，加入铁盐催化剂，在20-45℃的温度下反应1-6h，反应结束后依次萃取浓缩、分离纯化得到结构式如1所示的主产物；
(2)在20-45℃的温度下，将步骤(1)得到的结构式如1所示的主产物与环己酮在有机酸催化剂作用下反应1～3h，反应结束后，分离纯化得到结构式如2所示的大环内酯前体；反应式如下：
所述步骤(1)中，铁盐催化剂选自硫酸铁、硫酸铁铵或硝酸铁中的一种或几种；
步骤(2)中，有机酸选自乙酸，甲酸或对甲苯磺酸中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，过氧化氢的浓度为10-35wt％,环己酮与过氧化氢的摩尔比是1:1-1:5。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，萃取溶剂为二氯甲烷或乙酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，以环己酮和过氧化氢和铁盐催化剂的总摩尔数为基准，铁盐催化剂的摩尔百分数为1-15％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，结构式如1所示的主产物与环己酮的摩尔比为1:0.9～0.9:1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，以结构式如1所示的主产物、环己酮和有机酸催化剂的总摩尔数为基准，有机酸催化剂的摩尔百分数为2-20％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，反应温度为25-30℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，分离纯化采用柱层析法。
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| US3880882A (en) * | 1972-05-15 | 1975-04-29 | Paul Richard Story | Method of producing mixed dicycloalkylidene peroxides |
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2018
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