CN1172099A - 一种合成二氢突厥酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种名贵香料的合成,特别是一种由环柠檬醛在催化剂作用下通过加成反应制取假性二氢突厥醇,然后在有机溶剂中经氧化得到假性二氢突厥酮,进而异构化得到二氢突厥酮的方法,以环柠檬醛为原料的三步合成反应时间仅为8小时,合成反应收率高(总收率>50%),是一条较有工业价值且简单易行的合成路线,加成反应在温和条件下进行,且同一工艺可合成α－二氢突厥酮和β－二氢突厥酮。
Description
本发明涉及一种名贵香料的合成，特别是一种由环柠檬醛通过加成反应制取假性二氢突厥醇，进而合成二氢突厥酮的方法。
二氢突厥酮自1970年瑞士菲尔曼尼希(Firmenich)公司从保加利亚玫瑰油中发现以来就引起了许多香料化学家们的极大兴趣，开展了大量的合成研究工作，相继发表了大量文章，报导了数十种合成方法。这些方法归纳起来主要有三类：
1.以紫罗兰酮及其衍生物转化的合成方法；
2.先形成紫罗兰酮的核环，然后再延长和转化其支链的合成方法；
3.先制备十三个碳链醇，再环化成紫罗兰酮核环的合成方法。
这三类方法主要是基于二氢突厥酮和紫罗兰酮在结构上侧链的酮基及双键位置，因而设定二氢突厥酮为紫罗兰酮的异构体的合成方法。分别可以柠檬醛、环柠檬醛、紫罗兰酮为原料。
以紫罗兰酮为原料经环氧化再经Wharton重排、氧化得到二氢突厥酮，该合成工艺条件不苛刻，流程较短，所用原料价格不贵，世界各国科学家对此进行了研究，但因反应过程中伴有副产物，致使收率较低而很难实现工业化生产。其它以紫罗兰酮为原料的合成路线所需原料价格较贵，工艺流程长，反应条件较苛刻，不宜作为工业化合成路线。
以环柠檬醛为原料与格氏试剂反应，水解、氧化或再异构化而得产品，该合成工艺路线短，所用原料不贵，反应收率高，科学家对此进行了深入研究，其缺点是反应条件苛刻，第一步反应要求原料及环境绝对干燥。以环柠檬醛为原料的其它合成路线均存在所需试剂不好解决，流程较长，工艺条件要求较高等缺点，因而难以得到应用。
以柠檬醛为原料的合成路线类似于以环柠檬醛为原料的合成路线，两者的不同点是从柠檬醛出发的工艺采用后环化，要求较高，容易产生杂质，收率不如以环柠檬醛为原料的合成路线。
到目前为止，世界上仅Firmenich一家生产二氢突厥酮，并申请了德国专利(D.T1807568 B2)。但他们第一步的加成反应选择格氏反应来实现，其具体的过程是：镁与卤代烃反应先形成格氏试剂，在低温(-5℃)搅拌下加入到环柠檬醛中，反应一小时后，继续在室温下反应12小时，经后处理，收率为62.5％，三步合成总收率仅为25.5％。由于格氏反应要求反应原料及环境均要绝对干燥，工业上较难实现。我国尚未有格氏反应应用于工业生产的报道，为此只有找到一种能在一般条件下完成此反应的催化剂，才具有工业化价值。
针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供一种合成二氢突厥酮的方法，它可使加成反应在温和条件下进行，是一种易于工业化生产合成假性二氢突厥醇，进而合成二氢突厥酮的方法，且同一工艺可合成α-二氢突厥酮和β-二氢突厥酮。
本发明的目的可通过以下措施来达到：
环柠檬醛与丙烯卤在催化剂作用下发生加成反应制得假性二氢突厥醇，加成反应中所用的催化剂为金属锡粉或金属锌粉，呈浅灰色粉末，其有效锌或锡的含量＞90％，环柠檬醛与催化剂的用量比例为1∶0.95～2；所用丙烯卤为氯丙烯、溴丙烯，其溴丙烯的加成效果较佳，环柠檬醛与丙烯卤的用量比例为1∶0.95～2；所用溶剂为苯、甲苯或四氢呋喃，反应温度为60～80℃。
假性二氢突厥醇在有机溶剂中经氧化得到假性二氢突厥酮，所用氧化剂为吡啶铬酸盐(PDC)或三氧化铬，溶剂为丙酮、苯、甲苯、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺，反应温度为15～30℃。
假性二氢突厥酮在有机溶剂中异构化得到二氢突厥酮(I)，所用溶剂为苯或甲苯，反应温度为65～90℃，催化剂为叔丁醇钾或对甲苯磺酸。
本发明的独特之处在于以环柠檬醛为原料，经加成、氧化、异构化三步反应的合成工艺路线，即
本发明提出的工艺路线比其它工艺路线有更多的优点：
该合成路线具有反应路线短，操作方便，工艺稳定可靠，原料易得等特点。该工艺路线虽包括三步，但关键是第一步的加成反应，它决定着工艺路线是否可行及总收率的高低，后两步反应则采用传统的方法，较易实现工业化生产。由于选用价廉易得、活动性高的催化剂，催化剂为高效高选择性的金属锌粉或锡粉，可使加成反应在温和条件下进行，反应仅需4个小时，并且对反应原料及环境无特殊要求，不需特殊试剂，收率在90％以上。
我们以环柠檬醛为原料的三步合成反应时间仅为8小时，合成反应收率高(总收率＞50％)，是一条较有工业价值且简单易行的合成路线。
本发明下面将用实施例作进一步详细说明。
例1.β-二氢突厥酮的合成①.β-环柠檬醛与丙烯卤加成制备—假性二氢突厥醇
准确称取精制β-环柠檬醛10g溶于20ml四氢呋喃溶剂中，加入经处理过的金属锌5.3g，搅拌并加热溶液至65～75℃，滴加8.5ml溴丙烯于反应液中，反应4小时后，降温至20～25℃，加入5～10％的稀酸中和至PH＝3～4，继续反应1小时，停止反应，加入3×15ml苯萃取，合并有机相，水洗至中性，用无水Na2SO4干燥，蒸馏除去苯，得到12.3g浅黄色液体，含β-假性二氢突厥醇90％纯收率93.2％。②.β-假性二氢突厥醇氧化制备β-假性二氢突厥酮
称取上述浅黄色液体10g溶于40ml N，N-二甲基甲酰胺溶液，在室温(15～30℃)下，将25gPDC(自制)溶于50ml N，N-二甲基甲酰胺并滴加到上述溶液中，反应3小时，加入100ml水稀释，分离，用3×50ml苯萃取，合并有机相，碱洗、水洗至中性，用无水Na2SO4干燥，蒸馏除去苯，得到9.1g褐色液体，含β-假性二氢突厥酮71.90％，纯收率73.4％。③.β-假性二氢突厥酮异构化制取β-二氢突厥酮
称取上述褐色液体10g溶于30ml苯中，加入0.4g对甲苯磺酸并在搅拌下加热至回流温度，反应1小时，将反应液降至室温，加入3×15ml苯萃取，合并有机相，水洗至中性，用无水Na2SO4干燥、蒸馏除去苯。得到9.5g褐色液体，含β-二氢突厥酮64.5％，纯收率85.2％。
例2.α-二氢突厥酮的合成①.α-环柠檬醛与丙烯卤加成制备α-假性二氢突厥醇
准确称取精制—环柠檬醛10g溶于20ml四氢呋喃溶剂中，加入经处理过的金属锌5.3g，搅拌并加热溶液至65～75℃，滴加6.2ml溴丙烯于反应液中，反应4小时后，降温至20～25℃，加入5～10％的稀酸中和至PH＝3～4，继续反应1小时，停止反应，加入3×15ml苯萃取，合并有机相，水洗至中性，用无水Na2SO4干燥，蒸馏除去苯，得到12.1g浅黄色液体，含α-假性二氢突厥醇89.8％，纯收率91.5％。②.α-假性二氢突厥醇氧化制备α-假性二氢突厥酮
称取上述浅黄色液体10g溶于60ml苯溶液，在室温(15～30℃)下，将6gCrO溶于140ml水并滴加到上述溶液中，反应1.5小时，分离，用3×50ml苯萃取，合并有机相，碱洗、水洗至中性，用无水Na2SO4干燥，蒸馏除去苯，得到8.7g褐色液体，含α-假性二氢突厥酮70.8％，纯收率69.3％。③.α-假性二氢突厥酮异构化制取α-二氢突厥酮
称取上述褐色液体8.7g溶于26ml苯中，加入0.35g对甲苯磺酸并在搅拌下加热至回流温度，反应1小时，将反应液降至室温，水洗至中性，用无水Na2SO4干燥，蒸馏除去苯，得到7.5g褐色液体，含α-二氢突厥酮74.5％，纯收率90.7％。
Claims (6)
1.一种制备具有结构式为(I)的二氢突厥酮的方法，以环柠檬醛为原料制得假性二氢突厥醇(III)，然后在有机溶剂中经氧化得到假性二氢突厥酮(II)，进而异构化得到二氢突厥酮，其特征在于：环柠檬醛与丙烯卤在催化剂作用下发生加成反应制得假性二氢突厥醇。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加成反应中所用的催化剂为金属锡粉或金属锌粉，环柠檬醛与催化剂的用量比例为1∶0.95～2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加成反应中所用的丙烯卤为氯丙烯、溴丙烯，其溴丙烯的加成效果较佳，环柠檬醛与丙烯卤的用量比例为1∶0.95～2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加成反应中所用的溶剂为苯、甲苯或四氢呋喃，反应温度为60～80℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：氧化反应中的氧化剂采用吡啶铬酸盐(PDC)或三氧化铬，溶剂为丙酮、苯、甲苯、四氢呋喃或N，N-二甲基甲酰胺，反应温度为15～30℃，氧化得到假性二氢突厥酮(II)。
6.根据权利要求1和5所述的方法，其特征在于：假性二氢突厥酮在有机溶剂中异构化得到二氢突厥酮(I)，所用溶剂为苯或甲苯，反应温度为65～90℃，催化剂为叔丁醇钾或对甲苯磺酸。
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