CN117304070A - 一种环己酰胺凉味剂的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环己酰胺凉味剂的合成方法，属于香精香料技术领域，本发明以薄荷甲酸、酰化试剂为原料，通过卤代反应制备酰氯中间体，然后中间体与对氨基苯乙腈在催化剂条件下进行酰胺合成、结晶得到的环己酰胺凉味剂。本发明的优点在于合成的原料易得、工艺路线简单，得到的产品品质优良、应用效果显著，易于工业化生产，具有潜在的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明属于香精香料技术领域，具体地，涉及一种环己酰胺凉味剂的合成方法。
背景技术
食品的基本味觉可大致分为四类，即酸、甜、苦、咸。在基本味觉的发展过程中不同国家在四种基本味觉的基础上都发展了自己的味觉系统，其中将清凉味也作为一种单独的味觉。清凉味不仅作用于人的口腔产生清凉感，也能作用于人的皮肤，因为不管是人的口腔还是皮肤，都布满能传递凉感的冷传感器，它们是清凉感觉的受体。由此在风味料化合物的发展过程中衍生出一类全新的化合物，能赋予人生理凉爽的感觉，我们称之为凉味剂。
1963年，Brow&Williamson将丁二酸单薄荷酯作为卷烟香味添加剂申请专利，35年后V.Mane Fils才将该化合物作为凉味剂申请专利(FEMA:3810)，另一个与它相似的凉味剂戊二酸单薄荷酯最近也被FEMA认可(FEMA:4006)，但对其应用却很少有文献报道，这两种凉味剂可用薄荷醇与相应的二酸直接酯化制得，更好的方法是利用薄荷醇与相应的二酸酸酐反应制得。
1970年，在Roy Randolph的领导下，Wilkinson Sword等人对这个课科展开了广泛的研究。在这个期间Hugh R.Watson和他的合作者合成出了近1200种有凉味活性的化合物，这就是为人们所熟知的WS系列凉味剂。在这些化合物中，有二个被成功的商业化了，WS-3(N-乙基-对薄荷基-3甲酰胺)和WS-23(N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺)。
WS-3为几近无色的白色晶体，主要用于如医药、口腔护理、糖果中的制凉剂。它能产生更具冲击的、清新持久的香气，有轻微的酒精味及凉味剂。WS-23属于新型类凉味剂，与薄荷酯类有着完全不一样的构型，它是几近无色的粉末，具有极高的凉味活性，而没有灼烧、麻木和刺激等副作用，主要用于如医药、口腔护理、糖果中的制凉剂。
2001年11月，德国的Hoffmann及其合作者发表他们在天然麦芽糖中找到的环甲位烯胺酮类凉味剂4-甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮，但在2003年的食用香精化学品协会的会议上有人提出了该化合物在实际使用中效果远没有期望的好，从此大家对它的兴趣就减弱了。
2002年，WS-23的合成出现了新的方法。IFF(美国国际香精料有限公司，以下简称IFF)的一篇专利中描述了WS-23的一种全新的一步合成方法，而且产率达到70％。它是将二异丙基丙腈与过量的三醋酸甘油酯混合加热，再将硫酸二甲酯加入其中，最后蒸馏除去反应副产物乙酸甲酯即可得到WS-23。同样，千禧年公司也提出了WS-23的另一种合成方法，将二异丙基丙腈与含有甲氧基的化合物，例如碳酸二甲酯、甲醇、磷酸三甲酯、硼酸三甲酯反应制得，收率90％。
2005年IFF公司在一份专利报道了新开发的凉味剂N,N-二甲基琥珀酰胺酸薄荷酯。该化合物是FEMA认可的(FEMA:4230)，在口香、饮料中添加达到0.2％的用量就能明显提升产品的甜蜜感和冰爽的凉感，在食品等行业中得到了广泛的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种工艺简单、原料易得且凉感持久的高纯度环己酰胺凉味剂的合成方法，以薄荷甲酸、酰化试剂为原料，通过卤代反应制备酰氯中间体，然后中间体与对氨基苯乙腈在催化剂条件下进行酰胺合成、结晶得到的环己酰胺凉味剂。本发明的优点在于合成的原料易得、工艺路线简单，得到的产品品质优良、应用效果显著，易于工业化生产，具有潜在的工业应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种环己酰胺凉味剂的合成方法，合成路线如下所示：
具体的，合成步骤如下：
a、以二氯甲烷为溶剂，薄荷甲酸和酰化试剂为原料，在催化剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)条件下进行卤代反应，制备酰氯中间体；
b、以二氯甲烷为溶剂，酰氯中间体和对氨基苯乙腈在催化剂B的作用下进行酰胺合成制得环己酰胺凉味剂粗品；
c、以石油醚/乙酸乙酯为溶剂对环己酰胺凉味剂粗品进行重结晶处理，多次重结晶后获得纯度高的环己酰胺凉味剂。
进一步地，步骤a中所述的酰化试剂为氯化亚砜和草酰氯中的一种，优选草酰氯。
进一步地，步骤a中酰化试剂与薄荷甲酸的摩尔比为1.0-2.0:1.0，优选1.5:1.0。
进一步地，步骤b中酰氯中间体的加入量与对氨基苯乙腈的摩尔比为1.0-1.5:1.0，优选1.5:1.0。
进一步地，步骤b中催化剂B为DMAP(4-二甲氨基吡啶)和吡啶中的一种，优选DMAP。
进一步地，步骤b中对氨基苯乙腈与催化剂B的用量摩尔比为1:1.1。
本发明的有益效果：
1)原料试剂皆为工业基础原料,价格低廉；
2)反应条件简单，易于工业化；
3)得到的产品品质优良、应用效果显著，易于工业化生产，具有潜在的工业应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：酰氯中间体的制备
取薄荷甲酸184.2g(1mol)溶于1000mL的二氯甲烷中，加入到装有恒压滴液漏斗的2000mL三口烧瓶中，再加4.7g的DMF，然后将三口烧瓶一侧口塞紧，另一个侧口接冷凝回流管，冷凝回流管末端浸入到稀氢氧化钠溶液中，将190.4g(1.5mol)的草酰氯装入恒压滴液漏斗，在室温搅拌下缓慢的将草酰氯滴加到溶有薄荷甲酸和DMF的二氯甲烷中，约3h后基本无气体产生，再反应约3h停止反应用。
用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷和过量的草酰氯蒸干即得到目标产物酰氯中间体，它为深黄色略带刺激性气味的液体，由于酰氯在空气中久置会因为和水发生反应而变质，所以酰氯应该隔绝空气保存，得到酰氯中间体193.5克，产率93.17％，纯度97.6％(GC)。
实施例2酰氯中间体的制备
取薄荷甲酸184.2g(1mol)溶于1000mL的二氯甲烷中，加入到装有恒压滴液漏斗的2000mL三口烧瓶中，再加4.7g的DMF，然后将三口烧瓶一侧口塞紧，另一个侧口接冷凝回流管，冷凝回流管末端浸入到稀氢氧化钠溶液中，将253.8g(2.0mol)的草酰氯装入恒压滴液漏斗，在室温搅拌下缓慢的将草酰氯滴加到溶有薄荷甲酸和DMF的二氯甲烷中，约3h后基本无气体产生，再反应约3h停止反应用。
用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷和过量的草酰氯蒸干即得到目标产物酰氯中间体，它为深黄色略带刺激性气味的液体，由于酰氯在空气中久置会因为和水发生反应而淬灭变质，所以酰氯氯应该隔绝空气保存，得到酰氯中间体194.6克，产率93.61％，纯度97.51％(GC)。
实施例3环己酰胺凉味剂的制备
在配有机械搅拌,温度计和滴液漏斗的2000ml三口烧瓶中加入二氯甲烷500g、对氨基苯乙腈73.4g(0.62mol)和DMAP 83.5g(0.68mol)，开启搅拌，20℃左右滴加实施例1中的酰氯中间体193.5g(GC：97.6％，0.93mol)，约3小时滴加结束，控制滴加温度20-30℃，滴加结束后在20-30℃保温8小时结束反应,降温至室温。
釜内加入200g10％盐水水洗3次，油层用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷蒸干即得到目标产物环己酰胺凉味剂粗品150.2g，产率：76.12％，纯度89.53％。
实施例4环己酰胺凉味剂的制备
在配有机械搅拌,温度计和滴液漏斗的2000ml三口烧瓶中加入二氯甲烷500g、对氨基苯乙腈73.4g(0.62mol)和吡啶54.05g(0.68mol)，开启搅拌，20℃左右滴加实施例1中的酰氯中间体193.5g(GC：97.6％，0.93mol)，约3小时滴加结束，控制滴加温度20-30℃，滴加结束后20-30℃保温8小时结束反应,降温至室温。
釜内加入200g10％盐水水洗3次，油层用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷蒸干即得到目标产物环己酰胺凉味剂粗品143.7g，产率：70.86％，纯度87.12％。
实施例5环己酰胺凉味剂重结晶
在配有机械搅拌,温度计1000ml三口烧瓶中加入实施例3中制备的酰胺凉味剂的粗品150.2g、乙酸乙酯150g，搅拌状态下升温至50℃溶解，待完全溶解后加入300g石油醚，缓慢降温至10-15℃。在该温度下缓慢搅拌3h后抽滤，获得滤液320g，酰胺凉味剂127.8g(GC:98.5％)。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种环己酰胺凉味剂的合成方法，其特征在于，合成路线如下所示：
具体的，合成步骤如下：
a、以二氯甲烷为溶剂，薄荷甲酸和酰化试剂为原料，在催化剂DMF条件下进行卤代反应，制备酰氯中间体；
b、以二氯甲烷为溶剂，酰氯中间体和对氨基苯乙腈在催化剂B的作用下进行酰胺合成制得环己酰胺凉味剂粗品；
c、以石油醚/乙酸乙酯为溶剂对环己酰胺凉味剂粗品进行重结晶处理，多次重结晶后获得纯度高的环己酰胺凉味剂。
2.根据权利要求1所述的一种环己酰胺凉味剂的合成方法，其特征在于，步骤a中所述的酰化试剂为氯化亚砜和草酰氯中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种环己酰胺凉味剂的合成方法，其特征在于，步骤a中酰化试剂与薄荷甲酸的摩尔比为1.0-2.0:1.0。
4.根据权利要求1所述的一种环己酰胺凉味剂的合成方法，其特征在于，步骤b中酰氯中间体的加入量与对氨基苯乙腈的摩尔比为1.0-1.5:1.0。
5.根据权利要求1所述的一种环己酰胺凉味剂的合成方法，其特征在于，步骤b中催化剂B为DMAP和吡啶中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种环己酰胺凉味剂的合成方法，其特征在于，步骤b中对氨基苯乙腈与催化剂B的用量摩尔比为1:1.1。
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