CN109803947A - 用于制备2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛的方法 - Google Patents

用于制备2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于制备2,6‑二甲基‑5‑庚烯‑1‑醛的改进方法。

Description

用于制备2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛的方法
本发明涉及用于制备2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛的改进方法。
2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛(式(I)化合物)
以商品名为人所知，其首先在生姜中被鉴定出来。2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛是具有黄色的液体。该化合物的气味主要描述为绿色植物、黄瓜和甜瓜状。2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛被用于许多香料应用中，其对于产生甜瓜和黄瓜气氛非常重要。2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛可由6-甲基-5-庚烯-2-酮通过Darzens反应以及随后的皂化和脱羧来制备。
由US 4,242,281知晓2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛的合成，其根据以下方案：
然而，该产品仍含有显著量的原料(6-甲基-5-庚烯-2-酮，它是式(Ⅱ)化合物)。
从最终产物中除去6-甲基-5-庚烯-2-酮需要大量的时间和精力。这不利地增加了该工艺的总成本。由于6-甲基-5-庚烯-2-酮具有其自身强烈的气味特征，因此可以抑制本身的气味。
此外，脱羧(在现有技术中已知的方法中)通过两次连续蒸馏完成，其中还需要铜粉。由于铜，所以会产生大量废物。处理这种废物是昂贵的并且导致生产成本的整体增加。
因此，本发明的目的是找到用于制备2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛的改进方法，该方法没有上述缺点。
业已发现以下改进的2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛的合成方法允许以更好的转化率生产2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛(最终产物中的原料较少)。
根据以下反应方案进行2,6-二甲基-5-庚烯-1-醛的合成：
业已发现非常有利的是：在第一步中(化合物(II)和(III)以产生化合物(IV)的反应)使用NaOR(其中R是C1-4-烷基，优选地R是甲基或乙基；更优选地R是甲基)作为碱，氯乙酸甲酯或溴乙酸甲酯作为α-卤代酯在低温下优选在≤-15℃的温度下。
此外，脱羧也可以连续进行；另外，脱羧在没有任何金属粉末的情况下进行。
因此，本发明涉及用于制备式(I)化合物的方法(P)
其中在第一步骤i)中，采用用式(II)化合物和式(III)化合物在NaOR(其中R为C1-4-烷基)的存在下(优选在NaOCH3的存在下)进行Darzens反应(步骤(ia))
其中X是Cl或Br，优选Cl；
然后进行皂化反应(步骤(ib))以形成式(V)化合物
并且其中在第二步ii)中，使式(V)化合物进行脱羧反应，以形成式(I)化合物。
在下文中，更详细地讨论了各工艺步骤。
步骤(i)
步骤i)实际上是两个步骤(步骤(ia)和步骤(ib))，它们是顺序进行的，不需要分离第一反应步骤的反应产物(式(IV)化合物)。
步骤(ia)是缩水甘油酯缩合，由此形成α,β-环氧酯(＝缩水甘油酯)，然后α,β-环氧酯(＝缩水甘油酯)被皂化成相应的酸(步骤(ib))。
业已发现，非常有利的是：使用NaOR(其中R是C1-4-烷基)，优选使用使用NaOCH3作为碱，使用氯乙酸甲酯或溴乙酸甲酯(优选氯乙酸甲酯)作为α-卤代酯在低温下优选在≤-15℃的温度下。
在缩水甘油酯缩合发生后，可以用酸中和剩余的碱。
步骤iib)是缩水甘油酯(式(IV)的α,β-环氧酯)皂化成相应的酸(式(V)化合物)。它优选在强碱的存在下进行。这种碱的实例是NaOH。在该反应完成后，用酸如HCl或H2SO4中和过量的碱。
由于这些反应条件，原料的转化率显着增加。
步骤(i)的反应(步骤(ia)和步骤(ib))通常在溶剂(或溶剂的混合物)中进行。合适的溶剂是脂族烃或芳族烃。脂族烃的实例是直链和支链C6-10-烷烃和C6-10-环烷烃，例如环己烷、正己烷和正庚烷。芳族烃的实例是苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯。特别合适的是环己烷、正己烷、正庚烷、苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯或甲苯。优选的是正己烷、正庚烷和甲苯。最优选的是甲苯。
因此，本发明涉及方法(P1)，其为方法(P)，其中步骤(i)在至少一种溶剂中进行。
因此，本发明涉及方法(P1')，其为方法(P1)，其中步骤(i)在至少一种脂族烃中或在至少一种芳族烃中进行。
因此，本发明涉及方法(P1”)，其为方法(P1)，其中步骤(i)在至少一种选自正己烷、正庚烷、苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和甲苯的溶剂中进行。
步骤(ia)的反应温度≤-15℃。优选地，反应温度在-45℃至-15℃的范围内。更优选地，反应温度在-30℃至-15℃的范围内。
因此，本发明涉及方法(P2)，其为方法(P)、(P1)、(P1')或(P1”)，其中步骤(ia)在≤-15℃的反应温度下进行。
因此，本发明涉及方法(P2')，其为方法(P)、(P1)、(P1')或(P1”)，其中步骤(ia)在-45℃至-15℃范围内的反应温度下进行。
因此，本发明涉及方法(P2”)，其为方法(P)、(P1)、(P1')或(P1”)，其中步骤(ia)在-30℃至-15℃范围内的反应温度下进行。
原料(化合物(II)和化合物(III))可以相对于彼此以等摩尔量加入。优选过量加入式(Ⅲ)化合物，即式(Ⅲ)化合物与式(Ⅱ)化合物的摩尔比为1.1:1-2:1。
步骤(ib)通常在略微升高的温度下进行；优选高达60℃。
因此，本发明涉及方法(P3)，其为方法(P)、(P1)、(P1')、(P1”)、(P2)、(P2')或(P2”)，其中步骤(ib)在升高的温度下进行。
因此，本发明涉及一种方法(P3')，它是方法(P)、(P1)、(P1')、(P1”)、(P2)、(P2')或(P2”)，其中步骤(ib)在30℃至60℃的反应温度下进行。
步骤(i)的反应产物，即式(V)化合物，是通过脂族烃或芳族烃(如上面引用的那些)从反应混合物中萃取出来的，并且它可以用水相洗涤。
通常反应产物不是完全分离的，而是溶解在溶剂(脂族烃或芳族烃)中。
步骤(ii)
步骤(ii)是脱羧步骤。将步骤(i)的反应产物(其为在至少一种脂族烃或至少一种芳族烃中的式(V)化合物)加热，优选加热至≥160℃的温度，优选加热至在160至300℃范围内的温度。
脱羧后，通过蒸馏除去副产物。
这些反应条件非常温和，不需要金属粉末。在现有技术中，铜粉对于该步骤是必不可少的。因为本发明的方法不需要任何重金属如铜，所以它是一种生态工艺。
通过以下实例说明本发明。所有百分比均与重量有关，温度以℃表示。
实施例
在带有温度计、Teflon叶片搅拌器和25ml固体漏斗的500ml四颈反应烧瓶中，在氮气下提供：25.24g 6-甲基-5-庚烯-2-酮(200mmol)、28.22g氯乙酸甲酯(260mmol)和20毫升甲苯。在-20℃下在1小时内向该溶液中加入14.05g甲醇钠(260mmol)并在200rpm(每分钟转数)下搅拌。
将粘性混合物在0℃下搅拌30分钟，然后加入142.5ml氢氧化钠(2mol/l；285mmol)。将两相混合物在40℃下以300rpm搅拌30分钟(粘性相在约5分钟内溶解)，然后加入50ml甲苯。通过加入约150ml硫酸(1mol/l；150mmol)将pH调节至18℃至pH＝2.0(pH电极)。
用2×30ml甲苯在2个漏斗中萃取环氧丙酸。
2×20ml的5％氯化钠溶液顺序洗涤有机相。将有机相合并并在旋转蒸发仪(45℃，50毫巴)下部分蒸发，保安过滤(police-filtered)，并在45℃、50毫巴下浓缩至70g，得到70g环氧丙酸(约44％，在甲苯中)。
将得自步骤(i)的产物的溶液在90分钟内滴加到在185℃-190℃(浴温＝215℃)下在100毫巴的真空下的热反应烧瓶中，并用5ml甲苯冲洗10分钟。
得到式(I)化合物，产率58％。

Claims (9)

1.一种用于制备式(I)化合物的方法
其中在第一步骤i)中，采用式(II)化合物和式(III)化合物在NaOR，其中R为C1-4-烷基，的存在下进行Darzens反应(步骤(ia))
其中X是Cl或Br；
然后进行皂化反应(步骤(ib))以形成式(V)化合物
其中在第二步骤ii)中，使式(V)化合物进行脱羧反应，以形成式(I)化合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(i)在至少一种溶剂中进行。
3.如权利要求2所述的方法，其中，步骤(i)在至少一种脂族烃中或在至少一种芳族烃中进行。
4.如权利要求2所述的方法，其中，步骤(i)在至少一种选自环己烷、正己烷、正庚烷、苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和甲苯的溶剂中进行。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，步骤(ia)的反应温度≤-15℃，优选地在-45℃至-15℃的范围内，更优选地在-30℃至-15℃的范围内。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，步骤(ib)在30℃至60℃的范围内的反应温度下进行。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，步骤(ii)在至少160℃的反应温度下进行。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，步骤(ii)在不存在金属粉末的情况下进行。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，步骤(ii)在不存在铜粉的情况下进行。
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