CN109851522B - N-乙基-新-薄荷基甲酰胺构型翻转制备n-乙基-l-薄荷基甲酰胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种N‑乙基‑新‑薄荷基甲酰胺构型翻转制备N‑乙基‑L‑薄荷基甲酰胺的方法，该方法包括将N‑乙基‑新‑薄荷基甲酰胺或N‑乙基‑新‑薄荷基甲酰胺和N‑乙基‑L‑薄荷基甲酰胺混合物溶于有机溶剂中，向体系内加入催化剂进行构型翻转反应，而后对反应体系进行洗涤干燥、分离，最终得到N‑乙基‑L‑薄荷基甲酰胺。该方法收率为91％左右。该方法操作简单，反应后处理方便，绿色环保，可提高反应原子利用率，是一种适用于工业化生产的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种精细化学品的构型翻转的方法，确切地说是一种高效，简单的N-乙基-新-薄荷基甲酰胺构型翻转方法，使得N-乙基-新-薄荷基甲酰胺转变为产品N-乙基-L-薄荷基甲酰胺。
背景技术
作为凉味剂的高端产品，N-乙基-L-薄荷基甲酰胺没有如薄荷醇般的刺激气味，清凉感强，味道纯正，凉度是薄荷的3-5倍，其广泛应用于高档日化用品和食品中。N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的制备一般以薄荷醇为原料，经过多步反应方可得到产品，所以其价格较高。随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们对高端凉味产品的需求量也在迅速的增大，这就使得N-乙基-L-薄荷基甲酰胺有着很广阔的市场前景。其结构式如下：
然而，N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的总收率并不理想，产品中混有一定比例的异构体。从而增加了分离难度，也大大增加了设备投资和生产成本。
因为薄荷甲酸通过羧基和氨基脱水缩合可合成薄荷酰胺，所以薄荷甲酸为薄荷酰胺的关键中间体。现有专利US20120283469A1发明了一种将薄荷甲酸异构体构型翻转制备薄荷甲酸的方法。在60℃～250℃温度范围内，在酸催化剂作用下实现了薄荷甲酸、薄荷甲酸异构体或两者混合物的构型反转。所述酸催化剂包括对苯甲磺酸、溴化锌、三氟化硼醚合物等Lewis酸或Bronsted酸。薄荷甲酸纯品、薄荷甲酸异构体或两者混合物经构型反转最终得到比例约为7.3±1.0的薄荷甲酸/薄荷甲酸异构体混合产品，进而再进行单一分离操作。该专利过程为达到较好的构型翻转反应效果，反应温度通常优选在175℃以上，且薄荷甲酸异构体转化率仅为85％左右。目前还没有对终产品薄荷酰胺异构体转化的报道。
发明内容
本发明提供了一种在操作简单、绿色环保、减少成本的前提下，采用碱催化体系在温和的反应条件下将N-乙基-新-薄荷基甲酰胺转化为N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的方法，实现了N-乙基-新-薄荷基甲酰胺的高效构型翻转，N-乙基-L-薄荷基甲酰胺产品转化率约为86％、选择性约为99.2％。
本发明为一种凉味剂N-乙基-新-薄荷基甲酰胺构型翻转制备N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的方法。该方法操作简单，反应后容易处理，适用于工业化生产。
本发明的具体路线内容如下：
本发明所述方法包括：以N-乙基-新-薄荷基甲酰胺或N-乙基-新-薄荷基甲酰胺和N-乙基-L-薄荷基甲酰胺混合物为原料，将其溶于有机溶剂当中，向体系中加入催化剂，进行构型翻转反应。
N-乙基-新-薄荷基甲酰胺和N-乙基-L-薄荷基甲酰胺混合物中，N-乙基-新-薄荷基甲酰胺和N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的摩尔比可以为任意的，优选为0.2～0.8：1。
进一步地，所述反应在0.1～1.0MPa，优选0.3～0.5MPa的压力并在惰性气体优选氮气保护的条件下，在110℃～150℃，更优选120℃～145℃的温度范围内搅拌反应20～36h，优选24～32h。
该方法进一步包括：将构型翻转反应的反应产物水洗至pH为7～7.5之间，而后将其静置，等待分层；分层后再将有机层倒出并水洗(例如用纯水洗涤两次)，分液，取有机层脱除溶剂(例如在减压条件下蒸馏回收所用溶剂)，从而得到N-乙基-L-薄荷基甲酰胺或N-乙基-L-薄荷基甲酰胺和N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的异构体的混合物。
优选所用溶剂为环己烷和甲苯中的一种或两种，且原料与所选的溶剂质量比为1:4～1:7。
所述的催化剂优选为叔胺，较优选空间位阻大的叔胺类中的一种或多种。所用催化剂更优选为叔胺类催化剂中的N,N’-二环己基甲胺、N,N’-二环己基乙胺、N,N’-二异丙基乙胺中的一种或多种。原料与所述催化剂的物料质量配比为10:1～60:1，优选配比为20:1～50:1，更优选配比为30:1～50:1。
本方法利用N-乙基-新-薄荷基甲酰胺和N-乙基-L-薄荷基甲酰胺中酰胺键α-C上H原子所处的环境不同，采用大空间位阻的叔胺类催化剂夺取N-乙基-新-薄荷基甲酰胺中的氢原子形成碳负离子中间体，随后再夺回H原子，形成结构更稳定的N-乙基-L-薄荷基甲酰胺。这种方法可以简单高效的将N-乙基-L-薄荷基甲酰胺制备过程中产生的N-乙基-新-薄荷基甲酰胺转化为N-乙基-L-薄荷基甲酰胺；反应原理及过程如下所示：
本发明的优点：
本发明解决了N-乙基-新-薄荷基甲酰胺与N-乙基-L-薄荷基甲酰胺混合体系的分离问题，可以进一步提高N-乙基-L-薄荷基甲酰胺合成反应的收率，大大降低能耗和生产成本。该方法操作简单，反应后处理方便，绿色环保，可以有效的减少生产成本，是一种适用于工业化生产的方法。
具体实施方式
检测方法
分析仪器：
气相色谱柱：Agilent HP-INNOWax；
分析方法：
柱箱温度：80℃；进样口温度：270℃；分流比50:1；载气流量：0.9mL/min；升温程序：80℃下保持0min，以15℃/min的速率升至250℃，保持10min。以下的实施例在于详细说明本发明，但不构成对本发明的限制。
实施例1
N-乙基-新-薄荷基甲酰胺与N-乙基-L-薄荷基甲酰胺混合物30g(N-乙基-新-薄荷基甲酰胺/N-乙基-L-薄荷基甲酰胺＝0.38)溶于150ml甲苯溶液中，向体系中加入0.6gN,N’-二环己基甲胺。在氮气保护条件下于135℃条件下搅拌24h。降温后向反应体系中加入纯水(洗至pH为7～7.5之间)，静置等待分层，分层后取出有机层并再用适量的纯水洗涤两次，再次静置分层后取出有机层并在减压条件下蒸馏回收溶剂甲苯，从而得到约27.4g产品，GC内标定量：N-乙基-新-薄荷基甲酰胺/N-乙基-L-薄荷基甲酰胺＝0.02，转化率为91.3％、选择性为99.3％。
实施例2
N-乙基-新-薄荷基甲酰胺与N-乙基-L-薄荷基甲酰胺混合物30g(N-乙基-新-薄荷基甲酰胺/N-乙基-L-薄荷基甲酰胺＝0.26)溶于150ml甲苯溶液中，向体系中加入0.6gN,N’-二环己基乙胺。在氮气保护条件下于135℃条件下搅拌24h。降温后向反应体系中加入适当的纯水将其水洗至pH为7～7.5之间，静置等待分层，分层后取出有机层并用适量的纯水洗涤两次，再次分层，取出有机层减压条件下蒸馏回收甲苯，从而得到约28.5g产品，GC内标定量：N-乙基-新-薄荷基甲酰胺/N-乙基-L-薄荷基甲酰胺＝0.01，转化率为95％、选择性为99.1％。
实施例3
N-乙基-新-薄荷基甲酰胺与N-乙基-L-薄荷基甲酰胺混合物50g(N-乙基-新-薄荷基甲酰胺/N-乙基-L-薄荷基甲酰胺＝0.38)溶于250ml甲苯溶液中，向体系中加入2.5gN,N’-二异丙基乙胺。在氮气保护条件下于135℃条件下搅拌24h。过滤，滤液加入纯水将其水洗至pH为7～7.5之间，静置等待分层，分层后取出有机层并用适量纯水洗涤两次，再次静置分层，取出有机层减压条件下蒸馏回收甲苯，从而得到约46.7g产品，GC内标定量：N-乙基-新-薄荷基甲酰胺/N-乙基-L-薄荷基甲酰胺＝0.025，转化率为93％、选择性为98.9％。
实施例4
N-乙基-新-薄荷基甲酰胺与N-乙基-L-薄荷基甲酰胺混合物30g(N-乙基-新-薄荷基甲酰胺/N-乙基-L-薄荷基甲酰胺＝0.64)溶于150ml甲苯溶液中，向体系中加入0.8gN,N’-二环己基甲胺。在氮气保护条件下于135℃条件下搅拌24h。降温后向反应体系中加入纯水将其水洗至pH为7～7.5之间，静置分层，分层后取出有机层再用纯水洗涤两次，再次静置分层后取出有机层在减压条件下蒸馏回收甲苯，从而得到约28.1g产品，经水洗，干燥后GC内标定量：N-乙基-新-薄荷基甲酰胺/N-乙基-L-薄荷基甲酰胺＝0.023，转化率为93.7％、选择性为99.2％。
Claims (9)
1.一种N-乙基-新-薄荷基甲酰胺构型翻转制备N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的方法，其特征在于，所述方法包括：
以N-乙基-新-薄荷基甲酰胺或N-乙基-新-薄荷基甲酰胺和N-乙基-L-薄荷基甲酰胺混合物为原料，将其溶于有机溶剂当中，向体系中加入催化剂，进行构型翻转反应，所述的催化剂为叔胺类。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应在0.1～1.0MPa的压力并在惰性气体保护的条件下，在110℃～150℃的温度范围内搅拌反应20～36h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应在0.3～0.5MPa的压力并在惰性气体保护的条件下，在120℃～145℃的温度范围内搅拌反应24～32h。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：将构型翻转反应的反应产物水洗至pH为7～7.5之间，而后将其静置，等待分层；分层后再将有机层倒出并水洗，分液，取有机层脱除溶剂，从而得到N-乙基-L-薄荷基甲酰胺或N-乙基-L-薄荷基甲酰胺和N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的异构体的混合物。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于：所述的溶剂选自环己烷和甲苯中的一种或两种；且原料与所选的溶剂质量比为1:4～1:7。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述叔胺类催化剂选自N,N’-二环己基甲胺、N,N’-二环己基乙胺、N,N’-二异丙基乙胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于：原料与所述催化剂的摩尔比为20:1～50:1。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：原料与所述催化剂的摩尔比为30:1～50:1。
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