CN110590522A - 一种巨豆三烯酮的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种巨豆三烯酮的合成方法，其特征在于α‑紫罗兰酮在乙酰丙酮氧钒催化下经叔丁基过氧化氢氧化生成3‑氧代‑α‑紫罗兰酮，3‑氧代‑α‑紫罗兰酮在乙醇溶液里硼氢化得到3‑氧代‑α‑紫罗兰醇，直接加入固体对甲苯磺酸回流脱水制得巨豆三烯酮，工艺简便、条件温和更有利于工业化生产。

Description

一种巨豆三烯酮的合成方法
技术领域
本发明属于香料及精细化工技术领域，具体涉及一种巨豆三烯酮的合成方法。
背景技术
巨豆三烯酮( 化学名:3，5，5-三甲基-4（2-亚丁烯基）-2-环己烯-1-酮，英文名：Megastigmatrienone,CAS号：13215-88-8)，有四种同分异构体，通常得到的是同分异构体的混合物，四种异构体含量70%，是烟草内重要的中性香气成分。
巨豆三烯酮属类胡萝卜素降解产物，是烟草中重要的制香物质，具有烟草香和辛香底蕴，能显著增强烟香，改善吸味，并且广泛应用于香水、化妆品、饮料和食用香精中。
国内外巨豆三烯酮的合成研究有如下几种方法：
1、俞娟以α-紫罗兰醇乙酸酯溶于有机溶剂中，加入催化剂氯化亚铜、酸形成混合溶液，向该混合液中滴加叔丁基过氧化氢合成3-氧代-α-紫罗兰醇乙酸酯，再将3-氧代-α-紫罗兰醇乙酸酯溶于有机溶剂中加入催化剂NaOAc，合成巨豆三烯酮粗品，然后将巨豆三烯酮减压蒸馏即得巨豆三烯酮；α-紫罗兰醇乙酸酯是α-紫罗兰酮经氢化还原成醇再和醋酐酯化反应制得。
2、Rowland以脱氢紫罗兰酮为原料，硼氢化钠为还原剂，将原料还原为脱氢紫罗兰醇，再用稀硫酸在丙酮中重排得到3-羟基-4，6，8-巨豆三烯酮，最后用活性二氧化锰或三氧化铬氧化制得巨豆三烯酮顺反异构混合物；但是脱氢紫罗兰酮这个产品没有工业化原料。
3、李淑勉用异丙醇铝还原巴豆醛，用PBr3在无水吡啶中于0-15℃溴化，在氮气保护下用无水乙醚作溶剂，在回流温度下于金属锂反应制得锂试剂，用TsOH作催化剂，苯做脱水剂，让氧化异佛尔酮于乙二醇缩合，由于空间效应，4位的羰基比较容易反应形成缩酮（2，6，6-三甲基-4-乙二基-2-环己烯-1-酮），将缩酮的乙醚溶液在搅拌条件下滴加上述锂试剂中，搅拌10h，除去未反应的锂，加入46%的硫酸溶液反应水解，用乙醚-正戊烷混合溶剂萃取，经纯化后减压蒸馏得巨豆三烯酮；但是在该制备过程中使用了锂及乙醚等危险化学试剂，工业化生产很难实现。
目前工业化生产是采用α-紫罗兰酮为原料经过还原、酯化、烯丙基氧化和高温消去四步反应，总收率在30%左右，收率较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，以α-紫罗兰酮为原料，经烯丙基氧化、选择性还原和脱水消去三步法合成，提供一种更适合工业生产且总收率在50%以上的巨豆三烯酮合成方法。
为达到上述目的，本发明是通过如下手段实现的：
本发明提供了一种巨豆三烯酮的合成方法，包括如下步骤：
（1）将α-紫罗兰酮、叔丁基过氧化氢以及催化剂加入至有机溶剂中进行催化反应,得到3-氧代-α-紫罗兰酮；
（2）将步骤（1）反应的产物加入至溶剂中，分次加入KBH4进行氢化反应，得到3-氧代-α-紫罗兰醇；
（3）在步骤（2）反应的产物中加入对甲苯磺酸进行回流反应，脱水制得巨豆三烯酮粗油；
（4）将巨豆三烯酮粗油进行纯化分离获得巨豆三烯酮成品。
优选地，步骤（1）中所述催化剂选自乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钴中的一种或多种；
优选地，步骤（1）中所述有机溶剂选自丙酮；
优选地，步骤（1）反应温度为25-35℃，反应时间为1-8h；
优选地，在步骤（1）催化反应完全后，任选地可通过蒸馏进行有机溶剂回收处理，回收条件为0.3-0.98MP a，温度≤40℃；
优选地，步骤（2）中所述溶剂选自无水乙醇，氢化反应温度为25-30℃；
优选地，步骤（2）中还可加入无水氯化钙，以提高氢化选择性；
优选地，步骤（2）中KBH4分两次加入；
优选地，步骤（3）中回流反应的温度为80-82℃；
优选地，步骤（4）中所述纯化分离具体为：通过柱层析法收取≥70%含量的巨豆三烯酮；
优选地，所述柱层析法条件为：采用硅胶作为固定填充柱，石油醚：乙酸乙酯=1：10作为流动洗脱液。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
（1）减少反应步骤，更利于规模生产；
（2）硼氢化和脱水反应采用相同溶剂无水乙醇，且硼氢化后不经过处理直接转入脱水反应减少后处理损耗；
（3）采用柱层析法分离巨豆三烯酮，分离彻底且收率高。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种巨豆三烯酮的合成方法，包括如下步骤：
（1）将50.1g特级甲位紫罗兰酮、1.5g乙酰丙酮氧钒加入至208.2g丙酮中，搅拌并保持30-35℃，滴加叔丁基过氧化氢恒温反应4h，反应结束加入1.6g硫代硫酸钠淬灭反应，真空回收丙酮后盐水洗2到3次，无水硫酸钠抽滤除水；
（2）将步骤（1）除水后的油加入50ml无水乙醇中溶解，加入无水氯化钙，25℃搅拌30min内分两批共加入5.2g硼氢化钾，恒温反应8-10h；
（3）在步骤（2）反应的产物中直接加入1.8g对甲苯磺酸，升温至80-82℃回流反应4h，反应结束后放置室温离心除固体后回收无水乙醇可得38.2g巨豆三烯酮粗油，GC≥55%；
（4）将巨豆三烯酮粗油经柱层析分离得26.4g巨豆三烯酮成品，GC≥70%，总收率52.7%。
实施例2
一种巨豆三烯酮的合成方法，包括如下步骤：
（1）将200.6g特级甲位紫罗兰酮、6.0g乙酰丙酮氧钒加入至832.6g丙酮中，搅拌并保持30-35℃，滴加叔丁基过氧化氢恒温反应4h，反应结束加入9.5g硫代硫酸钠淬灭反应，真空回收丙酮后盐水洗2到3次，无水硫酸钠抽滤除水；
（2）将步骤（1）除水后的油加入200ml无水乙醇中溶解，加入无水氯化钙，25℃搅拌30min内分两批共加入20.8g硼氢化钾，恒温反应8-10h；
（3）在步骤（2）反应的产物中直接加入7.1g对甲苯磺酸，升温至80-82℃回流反应4h，反应结束后放置室温离心除固体后回收无水乙醇可得142.8g巨豆三烯酮粗油，GC≥55%；
（4）将巨豆三烯酮粗油经柱层析分离得105.5g巨豆三烯酮成品，GC≥70%，总收率52.6%。
实施例3
一种巨豆三烯酮的合成方法，包括如下步骤：
（1）将200.6g特级甲位紫罗兰酮、6.0g乙酰丙酮氧钒加入至832.6g丙酮中，搅拌并保持30-35℃，滴加叔丁基过氧化氢恒温反应4h，反应结束加入9.5g硫代硫酸钠淬灭反应，真空回收丙酮后盐水洗2到3次，无水硫酸钠抽滤除水；
（2）将步骤（1）除水后的油加入200ml无水乙醇中溶解，加入无水氯化钙，25℃搅拌30min内分两批共加入20.8g硼氢化钾，恒温反应8-10h，反应结束后抽滤，真空回收无水乙醇得硼氢化粗油。
（3）在步骤（2）得到得硼氢化粗油用200ml无水乙醇溶解，加入7.1g对甲苯磺酸，升温至80-82℃回流反应4h，反应结束后放置室温离心除固体后回收无水乙醇可得138.1g巨豆三烯酮粗油，GC≥55%；
（4）将巨豆三烯酮粗油经柱层析分离得102.9g巨豆三烯酮成品，GC≥70%，总收率51.3%。
以上具体实施方式部分对本发明所涉及的分析方法进行了具体的介绍。应当注意的是，上述介绍仅是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明的方法及思路，而不是对相关内容的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可以对本发明进行适当的调整或修改，上述调整和修改也应当属于本发明的保护范围 。

Claims (10)

1.一种巨豆三烯酮的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将α-紫罗兰酮、叔丁基过氧化氢以及催化剂加入至有机溶剂中进行催化反应；
（2）将步骤（1）反应的产物加入至溶剂中，分次加入KBH4进行氢化反应；
（3）在步骤（2）反应的产物中加入对甲苯磺酸进行回流反应，脱水制得巨豆三烯酮粗油；
（4）将巨豆三烯酮粗油进行纯化分离获得巨豆三烯酮成品。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述催化剂选自乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钴中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述有机溶剂选自丙酮。
4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）反应温度为25-35℃，反应时间为1-8h。
5.根据权利要求1-4任一项所述的合成方法，其特征在于，在步骤（1）催化反应完全后，任选地可通过蒸馏进行有机溶剂回收处理，回收条件为0.3-0.98MPa，温度≤40℃。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（2）中所述溶剂选自无水乙醇，氢化反应温度为25-30℃。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（2）中KBH4分两次加入。
8.根据权利要求6-7任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤（2）中还可加入无水氯化钙，以提高氢化选择性。
9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（3）中回流反应的温度为80-82℃。
10.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（4）中所述纯化分离具体为：通过柱层析法收取≥70%含量的巨豆三烯酮。
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