CN109796385B - 1-对孟烯-8-硫醇的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于精细化学技术领域，提出了一种1‑对孟烯‑8‑硫醇的制备方法，以a‑松油醇为原料，与硫代试剂反应得到1‑对孟烯‑8‑硫醇，包括以下步骤：将a‑松油醇溶解在有机溶剂中；分批加入硫代试剂，进行硫代反应；将反应后的体系降至室温，旋蒸除去溶剂，缓慢加入氢氧化钠水溶液至pH≥12；用甲叔醚萃取水相2次，有机相合并用饱和盐水洗1次，用无水硫酸钠干燥、浓缩、减压蒸馏，得产品1‑对孟烯‑8‑硫醇。本发明解决了现有技术1‑对孟烯‑8‑硫醇合成路线复杂、原料中四氢铝锂昂贵且危险性高、不适合工业化生产的问题。

Description

1-对孟烯-8-硫醇的制备方法
技术领域
本发明属于精细化学技术领域，涉及一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法。
背景技术
1-对孟烯-8-硫醇是存在于水果葡萄柚中的一种呈味物质，它一种无色液体，具有良好的味觉及感官性能，在一定的浓度范围内，具有西番莲、覆盆子、柑橘、葡萄柚及热带水果的香气。将该物质加入到甜橙油和柠檬油中之后，可以赋予它们更强的鲜感，增强香味强度和留香时间，是目前发现的具有最强烈香味的物质之一。
1785年Edouard Demole等人报道了该化合物的发现，同时也对该物质进行了合成的研究。由于该化合物良好的性能，其人工合成工艺也在不断的探索之中。目前，报道的1-对孟烯-8-硫醇的合成比较少，总结起来，大概有以下几种合成路线：
(1)1785年Edouard Demole等人报道了以苧烯为原料的合成路线，
Figure BDA0001952831180000011
但是，该路线使用了四氢铝锂，价格昂贵，使用过程中存在较大的危险隐患，不利于工业化生产。
近年随着松节油价格得降低，人们开始使用a-松油醇为原料，对1-对孟烯-8-硫醇的合成进行了研究。
(2)1992年崔建国等人，以a-松油醇为原料经氯代、硫代、水解得到1-对孟烯-8-硫醇。
Figure BDA0001952831180000021
据报道，总收率可以达到30％左右，但是并没有给出产物的纯度，我们对此路线进行了大量的实验，得到产物的纯度始终不够理想，而且不易纯化。
(3)2016年Sebastian Schoenauer等人以a-松油醇为原料经活化、硫代、还原得到产物。
Figure BDA0001952831180000022
同样，该路线使用了昂贵且危险的四氢铝锂，不适合工业化生产。
发明内容
本发明提出一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，解决了现有技术中1-对孟烯-8-硫醇合成路线复杂、原料中四氢铝锂昂贵且危险性高、不适合工业化生产的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，以a-松油醇为原料，与硫代试剂反应得到1-对孟烯-8-硫醇，所述硫代试剂为五硫化二磷或劳森试剂(Lawesson’s Reagent)，
其反应式如下：
Figure BDA0001952831180000031
作为进一步的技术方案，包括以下步骤：
S1、将a-松油醇溶解在有机溶剂中；
S2、分批加入硫代试剂，进行硫代反应；
S3、将反应后的体系降至室温，缓慢加入氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S4、用甲叔醚萃取水相，将有机相合并，用饱和盐水洗，用无水硫酸钠干燥、浓缩、减压蒸馏，得产品1-对孟烯-8-硫醇。
作为进一步的技术方案，步骤S1中的有机溶剂为四氢呋喃(THF)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。
作为进一步的技术方案，步骤S1中a-松油醇与有机溶剂的质量体积比为1kg：4～10L。
作为进一步的技术方案，步骤S2中a-松油醇与硫代试剂的摩尔比为1:0.7～3。
作为进一步的技术方案，步骤S3中氢氧化钠水溶液的质量分数为10％。
作为进一步的技术方案，步骤S2中硫代反应的条件为：在40～70℃反应0.5～2小时。
作为进一步的技术方案，步骤S2中硫代反应的条件具体为：在50℃反应1小时。
作为进一步的技术方案，步骤S4中用甲叔醚萃取水相2～3次，有机相合并用饱和盐水洗1次。
作为进一步的技术方案，当步骤S1中的有机溶剂为四氢呋喃时，步骤S3中将反应后的体系降至室温与缓慢加入氢氧化钠水溶液至pH≥12之间还包括旋蒸除去四氢呋喃。
本发明使用原理及有益效果为：
本发明中，以a-松油醇为原料，原料简单易得，成本低，采用五硫化二磷或劳森试剂作为硫化试剂，制备1-对孟烯-8-硫醇，避免了使用四氢铝锂等昂贵且危险的试剂，提高了生产的安全性，降低了生产成本，在保证产品纯度的同时提高了收率，实用性强。
本发明的制备方法为一步反应，操作简单，缩短了生产周期，减少了生产能耗，符合绿色环保的理念，适合工业化大规模生产，本发明解决了长期以来1-对孟烯-8-硫醇合成路线复杂、原料中四氢铝锂昂贵且危险性高、不适合工业化生产的问题，优化了1-对孟烯-8-硫醇的合成路线，为国内合成和使用提供了便利，带动更大的经济效益产生。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例1制备的1-对孟烯-8-硫醇的气相色谱图；
图2为本发明实施例1制备的1-对孟烯-8-硫醇的核磁图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，包括以下步骤：
S1、向反应釜中加入1kg a-松油醇，加入6L THF，搅拌至全溶；
S2、向步骤S1得到的溶液中分批加入1kg五硫化二磷，有升温，控温50℃以下；
S3、在50℃反应1小时，气相监测GC，反应完成；
S4、将反应后的体系降至室温，旋蒸除去THF回收套用，缓慢加入6L质量分数为10％的氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S5、用甲叔醚萃取水相2次，每次3L，有机相合并用饱和盐水洗1次，每次1L，用无水硫酸钠干燥，浓缩得1kg粗品，减压蒸馏得400g产品1-对孟烯-8-硫醇，采用GC(气相色谱法)测试产品1-对孟烯-8-硫醇的纯度，如图1所示，纯度>85％。
实施例2
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，包括以下步骤：
S1、向反应釜中加入1kg a-松油醇，加入4L DMF，搅拌至全溶；
S2、向步骤S1得到的溶液中分批加入1kg五硫化二磷，有升温，控温50℃以下；
S3、在50℃反应1小时，气相监测GC，反应完成；
S4、将反应后的体系降至室温，缓慢加入6L质量分数为10％的氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S5、用甲叔醚萃取水相2次，每次3L，有机相合并用饱和盐水洗1次，每次1L，用无水硫酸钠干燥，浓缩得1.1kg粗品，减压蒸馏得410g产品1-对孟烯-8-硫醇，GC纯度>85％。
实施例3
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，包括以下步骤：
S1、向反应釜中加入1kg a-松油醇，加入6L THF，搅拌至全溶；
S2、向步骤S1得到的溶液中分批加入1.85kg Lawesson’s Reagent，有升温，控温50℃以下；
S3、在50℃反应1小时，气相监测GC，反应完成；
S4、将反应后的体系降至室温，旋蒸除去THF回收套用，缓慢加入6L质量分数为10％的氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S5、用甲叔醚萃取水相2次，每次3L，有机相合并用饱和盐水洗1次，每次1L，用无水硫酸钠干燥，浓缩得700g粗品，减压蒸馏得300g产品1-对孟烯-8-硫醇，GC纯度>85％。
实施例4
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，包括以下步骤：
S1、向反应釜中加入1kg a-松油醇，加入6L THF，搅拌至全溶；
S2、向步骤S1得到的溶液中分批加入1.44kg五硫化二磷，有升温，控温50℃以下；
S3、在50℃反应1小时，气相监测GC，反应完成；
S4、将反应后的体系降至室温，旋蒸除去THF回收套用，缓慢加入6L质量分数为10％的氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S5、用甲叔醚萃取水相2次，每次3L，有机相合并用饱和盐水洗1次，每次1L，用无水硫酸钠干燥，浓缩得1kg粗品，减压蒸馏得500g产品1-对孟烯-8-硫醇，GC纯度>85％。
实施例5
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，包括以下步骤：
S1、向反应釜中加入1kg a-松油醇，加入8L THF，搅拌至全溶；
S2、向步骤S1得到的溶液中分批加入4.32kg五硫化二磷，有升温，控温50℃以下；
S3、在50℃反应1小时，气相监测GC，反应完成；
S4、将反应后的体系降至室温，旋蒸除去THF回收套用，缓慢加入8L质量分数为10％的氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S5、用甲叔醚萃取水相3次，每次3L，有机相合并用饱和盐水洗1次，每次1L，用无水硫酸钠干燥，浓缩得1kg粗品，减压蒸馏得360g产品1-对孟烯-8-硫醇，GC纯度>85％。
实施例6
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，包括以下步骤：
S1、向反应釜中加入1kg a-松油醇，加入10L THF，搅拌至全溶；
S2、向步骤S1得到的溶液中分批加入7.87kg Lawesson’s Reagent，有升温，控温50℃以下；
S3、在50℃反应1小时，气相监测GC，反应完成；
S4、将反应后的体系降至室温，旋蒸除去THF回收套用，缓慢加入6L质量分数为10％的氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S5、用甲叔醚萃取水相2次，每次3L，有机相合并用饱和盐水洗1次，每次1L，用无水硫酸钠干燥，浓缩得700g粗品，减压蒸馏得330g产品1-对孟烯-8-硫醇，GC纯度>85％。
实施例7
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，包括以下步骤：
S1、向反应釜中加入1kg a-松油醇，加入10L THF，搅拌至全溶；
S2、向步骤S1得到的溶液中分批加入2.62kg Lawesson’s Reagent，有升温，控温50℃以下；
S3、在50℃反应1小时，气相监测GC，反应完成；
S4、将反应后的体系降至室温，旋蒸除去THF回收套用，缓慢加入6L质量分数为10％的氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S5、用甲叔醚萃取水相2次，每次3L，有机相合并用饱和盐水洗1次，每次1L，用无水硫酸钠干燥，浓缩得700g粗品，减压蒸馏得370g产品1-对孟烯-8-硫醇，GC纯度>85％。
实施例8
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，包括以下步骤：
S1、向反应釜中加入1kg a-松油醇，加入6L THF，搅拌至全溶；
S2、向步骤S1得到的溶液中分批加入1kg五硫化二磷，有升温，控温50℃以下；
S3、在70℃反应0.5小时，气相监测GC，反应完成；
S4、将反应后的体系降至室温，旋蒸除去THF回收套用，缓慢加入6L质量分数为10％的氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S5、用甲叔醚萃取水相2次，每次3L，有机相合并用饱和盐水洗1次，每次1L，用无水硫酸钠干燥，浓缩得1kg粗品，减压蒸馏得200g产品1-对孟烯-8-硫醇，GC纯度>85％。
实施例9
一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，包括以下步骤：
S1、向反应釜中加入1kg a-松油醇，加入6L THF，搅拌至全溶；
S2、向步骤S1得到的溶液中分批加入1kg五硫化二磷，有升温，控温50℃以下；
S3、在40℃反应1.5小时，气相监测GC，反应完成；
S4、将反应后的体系降至室温，旋蒸除去THF回收套用，缓慢加入6L质量分数为10％的氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S5、用甲叔醚萃取水相2次，每次3L，有机相合并用饱和盐水洗1次，每次1L，用无水硫酸钠干燥，浓缩得1kg粗品，减压蒸馏得300g产品1-对孟烯-8-硫醇，GC纯度>85％。
图1为实施例1制备的1-对孟烯-8-硫醇的气相色谱图，实施例2～9也进行了GC检测，测试结果与实施例1几乎无差别，故省略实施例2～7的气相色谱图。
核磁共振氢谱分析：实施例1～9制备的1-对孟烯-8硫醇的核磁谱图采用400MHz的核磁共振光谱仪在室温下测试得到，所用的溶剂为氘代氯仿(CDCl3)。实施例1～9的核磁测试结果几乎无差别，以实施例1为例，核磁测试结果如图2所示，从图中可以观察到各个氢质子的吸收峰，具体如下：1H NMR(400MHz；CDCl3):δ1.34(s,3H,H-C9),1.33～1.37(m,1H,H-C5),1.43(s,3H,H-C10),1.55(s,SH),1.54～1.59(m,1H,H-C4),1.66(s,3H,H-C7),1.91～1.93(m,1H,H-C3),1.96～1.97(m,1H,H-C5),1.99～2.03(m,2H,H-C6),2.11～2.17(m,1H,H-C3),5.37(m,1H,H-C2)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，其特征在于，以a-松油醇为原料，与硫代试剂反应得到1-对孟烯-8-硫醇，所述硫代试剂为五硫化二磷或劳森试剂，
其反应式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
包括以下步骤：
S1、将a-松油醇溶解在有机溶剂中；有机溶剂为四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺；
S2、分批加入硫代试剂，进行硫代反应；a-松油醇与硫代试剂的摩尔比为1:0.7~3；硫代反应的条件为：在40~70℃反应0.5~2小时；
S3、将反应后的体系降至室温，缓慢加入氢氧化钠水溶液至pH≥12；
S4、用甲叔醚萃取水相，将有机相合并，用饱和盐水洗，用无水硫酸钠干燥、浓缩、减压蒸馏，得产品1-对孟烯-8-硫醇。
2.根据权利要求1所述的1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，其特征在于，步骤S1中a-松油醇与有机溶剂的质量体积比为1kg：4~10L。
3.根据权利要求1所述的1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，其特征在于，步骤S3中氢氧化钠水溶液的质量分数为10%。
4.根据权利要求1所述的1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，其特征在于，步骤S2中硫代反应的条件具体为：在50℃反应1小时。
5.根据权利要求1所述的1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，其特征在于，步骤S4中用甲叔醚萃取水相2~3次，有机相合并用饱和盐水洗1次。
6.根据权利要求1所述的1-对孟烯-8-硫醇的制备方法，其特征在于，当步骤S1中的有机溶剂为四氢呋喃时，步骤S3中将反应后的体系降至室温与缓慢加入氢氧化钠水溶液至pH≥12之间还包括旋蒸除去四氢呋喃。
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