CN109734638A - 一种食用香精香料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种食用香精香料的制备方法，所述食用香精香料为2,3‑二甲基苯甲硫醚，所述方法包含如下步骤：以式(I)化合物和甲硫醇的碱金属盐为原料，在复合路易斯酸的催化作用下，在有机溶剂中反应得到2,3‑二甲基苯甲硫醚，该反应的化学式如下：
Description
技术领域
本发明属于食用香精香料的合成技术领域，尤其涉及一种2，3-二甲基苯甲硫醚的制备方法。
背景技术
2，3-二甲基苯甲硫醚作为一种常见的食用香精香料，其制备方法已被一些文献所报道。
ManojitP等[W02001090097，2001-11-29]公开了以2，3-二甲基苯胺为原料，在酸性条件下与亚硝酸钠重氮化，之后与乙基黄原酸钾发生重氮基转化反应，再在乙醇中碱解，丙酮中与碘甲烷发生甲基化反应生成2,3-二甲基苯甲硫醚，收率78％。该方法原料易得，但是操作繁琐，产生"三废"多，后处理难度大，工业化生产困难，产品收率低。
袁云龙等在CN1793118A专利中公开了以3-氯-2-甲基苯甲硫醚的制备方法，以3-氯-2-甲基苯胺作为原料，在酸性溶液中加入重氮化试剂制备得到重氮盐Ⅰ，上述重氮盐Ⅰ与甲硫醇钠水溶液。
然而该方法反应步骤繁琐，使用的反应试剂多，成本高，反应收率低。
AkazomeMotohiro等[Journal of Organic Chemistry，2010，75(3)：660-665]报道了将2，3-二甲基溴苯制备格式试剂，然后与二甲基二硫反应得2，3-二甲基苯甲硫醚，收率96％。该方法收率高，但是该方法原料不易得，反应过程中使用格氏试剂，反应条件苛刻，反应过程危险，后处理难度大，工业化生产困难。
Rheinheimer J等[US20030216580，2003-11-20]公开了以2，3-二甲基苯胺为原料，二甲基二硫为溶剂和反应试剂，与亚硝酸叔丁酯重氮化后在铜粉的作用下与二甲基二硫偶联得2，3-二甲基苯甲硫醚，收率83％。该方法收率较高，操作简便，但产生的“三废”处理难度大，原材料价格较高，溶剂除了参与主反应外还有多种副反应，回收困难，工业化综合生产成本高。
罗先福等人在专利107162944A中公开了一种2，3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，其特征在于，在惰性气氛保护下，以3-硝基邻二甲苯为原料，经镍盐和助催化剂作用，在有机溶剂中与甲硫醇钠加热反应，将反应液进行后处理，得到2，3-二甲基苯甲硫醚，化学反应式为：
然而，该制备方法反应时间长，反应收率低。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的之一是解决现有技术中的上述问题，尤其是解决现有技术中制备2,3-二甲基苯甲硫醚的方法中，反应体系复杂、反应收率低，反应时间长、反应条件苛刻等问题。
用于解决问题的方案
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，所述方法包含如下步骤：以式(I)化合物和甲硫醇的碱金属盐为原料，在复合路易斯酸的催化作用下，在有机溶剂中反应得到2,3-二甲基苯甲硫醚，该反应的化学式如下：
其中式(I)化合物中的R选自卤原子、硝基和氰基中的任一种，所述复合路易斯酸催化剂为氯化铜、氯化钙，氯化镁、氯化亚铁、氯化镍和氯化铝中的一种或多种与BF3·Et2O的复合物。
优选的，其中所述氯化铜、氯化钙，氯化镁、氯化亚铁、氯化镍和氯化铝中的一种或多种与BF3·Et2O摩尔比为0.1-1:1，优选为0.2-0.5:1，
优选的，所述复合路易斯酸催化剂与式(I)化合物的摩尔比为0.5-10％：1，优选为1-5％：1。
优选的，所述的甲硫醇的碱金属盐为甲硫醇锂、甲硫醇钠、甲硫醇钾，优选为甲硫醇钾，所述甲硫醇的碱金属盐与式(I)化合物的摩尔比为1.1-2:1，优选为1.2-1.5:1。
优选的，所述卤原子为氟、氯、溴或碘。
优选的，所述有机溶剂为苯、甲苯、DMF或丙酮中的任意一种或多种的混合物。
优选的，所述反应的温度为25-120℃，反应时间为0.5-3小时。
更优选的，反应温度为25-80℃，反应时间为1-2小时。
优选的，所述方法还包括后处理步骤，所述后处理步骤包括:反应结束后，在反应体系中加水搅拌，静置分层得到有机相，干燥，精馏得到2,3-二甲基苯甲硫醚。
发明的效果
1.本发明的制备2,3-二甲基苯甲硫醚的方法，采用在复合催化剂的作用下，反应时间显著缩短，反应的收率得到了较大幅度的提升，反应收率可以达到96％以上，产品2,3-二甲基苯甲硫醚的纯度可以达到99％以上。并且相对于现有技术中还需要加入助催化剂，本发明的反应体系进一步得到简化，反应后处理过程更加简单。
2.本发明的制备方法中，由于甲硫醇钾在苯、甲苯、DMF或丙酮等有机溶剂中的溶解性比甲硫醇钠好，因此，当使用反应原料甲硫醇钾时，不需要使用相转移催化剂，反应原料式(Ⅰ)化合物与甲硫醇钾即能够较充分地混合，因此反应条件更加温和，反应速率大大提升，反应时间仅需要1-2小时。
具体实施方式
首先，本发明提供了的一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，所述方法包含如下步骤：以式(I)化合物和甲硫醇的碱金属盐为原料，在复合路易斯酸的催化作用下，在有机溶剂中反应得到2,3-二甲基苯甲硫醚，该反应的化学式如下：
其中式(I)化合物中的R为卤原子、硝基和氰基。
在一项优选的实施方式中，所述式(I)化合物中的R基团中的卤原子为氟、氯、溴、碘。
在一项优选的实施方式中，所述的甲硫醇的碱金属盐为甲硫醇锂、甲硫醇钠、甲硫醇钾，优选为甲硫醇钾，所述甲硫醇的碱金属盐与式(I)化合物的摩尔比为1.1-2:1，优选为1.2-1.5:1。
在一项优选的实施方式中，所述的复合路易斯酸催化剂是指两种或两种以上的路易斯酸的混合物，在一项更优选的实施方案中，所述的复合路易斯酸催化剂为氯化铜、氯化钙，氯化镁、氯化亚铁、氯化镍和氯化铝中的一种或多种与BF3·Et2O的复合物，最优选为氯化铜与BF3·Et2O的复合物，其中氯化铜、氯化钙，氯化镁、氯化亚铁、氯化镍和氯化铝中的一种或多种与BF3·Et2O摩尔比为0.1-1:1，优选为0.2-0.5:1。所述复合路易斯酸催化剂与式(I)化合物的摩尔比为0.5-10％：1，优选为1-5％:1。
在一项优选的实施方式中，所述有机溶剂可以为本领域任何常见的溶剂溶剂，优选为苯、甲苯、DMF或丙酮中的任意一种或多种的混合物。
以下具体实施方式仅用于对本发明进行解释，并不能用来限制本发明的保护范围。
实施例1
在1000ml三口瓶中依次加入200ml甲苯，0.3mol 3-硝基邻二甲苯，0.33mol甲硫醇钾，0.003mol氯化铜和BF3·Et2O的混合物(氯化铜与BF3·Et2O的摩尔比为2：8)，加热到60℃反应2小时，反应结束后加入40ml水，搅拌5分钟，静置分层后分出有机相和水相。所得的水相再用30ml甲苯萃取一次，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥、过滤后，精馏得到产品43.79g，收率96％，纯度99.2％。GC-MS(m/z):152.1(M+),138,105.1,77,45。
实施例2
在1000ml三口瓶中依次加入200ml甲苯，0.3mol 3-硝基邻二甲苯，0.33mol甲硫醇钾，0.003mol氯化镁和BF3·Et2O的混合物(摩尔比为2：8)，加热到60℃反应2小时，反应结束后加入40ml水，搅拌5分钟，静置分层后分出有机相和水相。所得的水相再用30ml甲苯萃取一次，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥、过滤后，精馏得到产品38.79g，收率85％，纯度99.2％。
实施例3
在1000ml三口瓶中依次加入200ml甲苯，0.3mol 3-硝基邻二甲苯，0.33mol甲硫醇钾，0.003mol氯化镍和BF3·Et2O的混合物(摩尔比为2：8)，加热到60℃反应2小时，反应结束后加入40ml水，搅拌5分钟，静置分层后分出有机相和水相。所得的水相再用30ml甲苯萃取一次，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥、过滤后，精馏得到产品40.14g，收率88％，纯度99.0％。
实施例4
在1000ml三口瓶中依次加入200ml甲苯，0.3mol 3-硝基邻二甲苯，0.33mol甲硫醇钾，0.003mol氯化铝和BF3·Et2O的混合物(摩尔比为2：8)，加热到60℃反应2小时，反应结束后加入40ml水，搅拌5分钟，静置分层后分出有机相和水相。所得的水相再用30ml甲苯萃取一次，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥、过滤后，精馏得到产品42.45g，收率93％，纯度99.4％。
实施例5
在1000ml三口瓶中依次加入200ml甲苯，0.3mol 3-硝基邻二甲苯，0.33mol甲硫醇钠，0.003mol氯化铜和BF3·Et2O的混合物(摩尔比为2：8)，加热到60℃反应8小时，反应结束后加入40ml水，搅拌5分钟，静置分层后分出有机相和水相。所得的水相再用30ml甲苯萃取一次，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥、过滤后，精馏得到产品41.12g，收率90％，纯度99.1％。
实施例6
在1000ml三口瓶中依次加入200ml甲苯，0.3mol 3-硝基邻二甲苯，0.33mol甲硫醇钾，0.003mol氯化铜，加热到60℃反应16小时，反应结束后加入40ml水，搅拌5分钟，静置分层后分出有机相和水相。所得的水相再用30ml甲苯萃取一次，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥、过滤后，精馏得到产品25.56g，收率56％，纯度99.1％。
实施例7
在1000ml三口瓶中依次加入200ml甲苯，0.3mol 3-硝基邻二甲苯，0.33mol甲硫醇钾，0.003molBF3·Et2O，加热到60℃反应20小时，反应结束后加入40ml水，搅拌5分钟，静置分层后分出有机相和水相。所得的水相再用30ml甲苯萃取一次，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥、过滤后，精馏得到产品11.89g，收率27％，纯度99.1％。
综上所述从实施例1-4可以看出，氯化铜和BF3·Et2O的混合物的复合催化剂较之其他催化剂的催化效果最好，反应收率最高，反应时间也较短。
通过实施例1和5的对比可以发现，甲硫醇钾比甲硫醇钠在甲苯溶剂中的溶解性更，反应的速率更快，反应收率也更高。
通过实施例1和6-7对比可以发现，采用复合催化剂比采用单一的催化剂的反应收率和反应时间有明显的提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：以式(I)化合物和甲硫醇的碱金属盐为原料，在复合路易斯酸的催化作用下，在有机溶剂中反应得到2,3-二甲基苯甲硫醚，该反应的化学式如下：
其中式(I)化合物中的R为卤原子、硝基或氰基，所述复合路易斯酸催化剂为氯化铜、氯化钙，氯化镁、氯化亚铁、氯化镍和氯化铝中的一种或多种与BF3·Et2O的复合物。
2.如权利要求1所述的一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述氯化铜、氯化钙，氯化镁、氯化亚铁、氯化镍和氯化铝中的一种或多种与BF3·Et2O的摩尔比为0.1-1:1，优选为0.2-0.5:1。
3.如权利要求1所述的一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，所述复合路易斯酸催化剂与式(I)化合物的摩尔比为0.5-10％：1，优选为1-5％:1。
4.如权利要求1所述的一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，其特征在于，所述的甲硫醇的碱金属盐为甲硫醇锂、甲硫醇钠、甲硫醇钾，优选为甲硫醇钾，所述甲硫醇的碱金属盐与式(I)化合物的摩尔比为1.1-2:1，优选为1.2-1.5:1。
5.如权利要求1所述的一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，其特征在于，所述卤原子为氟、氯、溴或碘。
6.如权利要求1所述的一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为苯、甲苯、DMF或丙酮中的任意一种或多种的混合物。
7.如权利要求1所述的一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为25-120℃，反应时间为0.5-3小时。
8.如权利要求7所述的一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，其特征在于，反应温度为25-80℃，反应时间为1-2小时。
9.如权利要求1所述的一种2,3-二甲基苯甲硫醚的制备方法，其特征在于，所述方法还包括后处理步骤，所述后处理步骤包括:反应结束后，在反应体系中加水搅拌，静置分层得到有机相，干燥，精馏得到2,3-二甲基苯甲硫醚。
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