CN117986096A - 用于合成大茴香脑的中间体1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大茴香脑中间体1‑(4‑甲氧基苯基)‑1‑丙醇的制备方法,该方法的原料包括苯甲醚和丙醛,在催化剂存在下,一步制备得到产品。该方法中,原料及催化剂易得,利于降低成本,工艺简单容易控制,制备周期短,易操作简单,设备成本低,便于推广于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种用于合成大茴香脑中间体的制备方法。
背景技术
大茴香脑,亦称茴脑、茴香脑、对丙烯基茴香醚等,是一种广泛存在于自然界中的芳香族化合物,外观为无色或淡黄色液体或结晶,有顺式、反式两种异构体,通常带有甜味,具有茴香的特殊香气(CAS登录号:4180-23-8反式,104-46-1顺式),广泛应用于食品、日化、医药等行业。反式茴脑作为调味料应用被美国食品及药物管理局(FDA)和美国香料和萃取物制造者协会(FEMA)确认为“一般认为安全”;我国GB2760-1996规定为允许使用的食用香料。
当前大茴香脑的合成方法主要有:
淮安万邦香料工业有限公司(中国专利CN103058835A)以苯甲醚和丙酰氯为起始原料,经傅克酰化反应,再经硼氢化钠还原以及有机酸和酸性无机盐催化脱水制得。采用双催化剂在低沸点溶剂中进行常压低温脱水,与负压连续脱水法相比,脱水时间明显缩短,能耗大幅度降低。但硼氢化钠不易保存,在工业生产上存储和使用需要特别注意,并且1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的制备路线长,总收率仅为75%。
北京林业大学(中国专利CN103755533B)报道一种以草蒿脑油为原料合成茴脑的方法,草蒿脑油在碱性催化剂作用下异构化反应,冷冻结晶、分离,得到反式茴脑。
上海万香日化有限公司(中国专利CN107973703B)以脂肪族缩醛作为烷基化剂与芳香化合物反应,在固体酸催化剂(H-Beta分子筛)催化作用下,于常压或低压0.1-1.0MPa下,90-160℃,一锅反应直接得到大茴香脑等芳基取代烯经。反应转化率、选择性以及收率都很差,丙醛的自身aldol反应(羟醛缩合/醇醛缩合反应)产物较多,不适合大生产。
其中,所述R1=甲氧基、乙氧基、C1-C4烷基;R2=C1-C10烷基;R=正丙基
美国专利DE2418974B1公开了一种制备茴香脑的方法,先在酸性催化剂存在下,茴香醚与丙醛缩合得到双(甲氧基苯基)丙烷的混合物,然后在酸催化下,缩合产物裂解为对茴香脑或邻茴香脑和茴香醚。但双(甲氧基苯基)-丙烷不完全分裂,仅部分转化,只能以中等收率得到的茴香脑。
现有茴脑合成方法,尤其是反式茴脑的工艺存在诸多问题,原料不易获得或价格昂贵,转化率、收率不高,反应条件苛刻,副反应及副产物增多以及“三废”带来的环境污染。因此,目前亟需一种合成大茴香脑,尤其是制备其中间体1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的新的合成方法。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的制备方法。以包括苯甲醚和丙醛为原料,以Lewis酸为催化剂一步制得1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇。该方法原料及催化剂易得,降低成本,合成容易控制,制备周期短,设备及操作简单,便于实现工业化生产,从而完成本发明。
本发明的目的在于提供一种大茴香脑中间体1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的制备方法,原料包括苯甲醚和丙醛,在催化剂存在下进行制备。
所述方法具体包括以下步骤:
步骤1、将催化剂加入到反应溶剂中,搅拌溶解;
步骤2、滴加丙醛和苯甲醚,反应得到反应液;
步骤3、反应结束后,淬灭反应,后处理反应液,得到1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇。
所述催化剂选自Lewis酸,优选为铝的卤化物、锌的卤化物和铁的卤化物中的一种或几种,如AlBr3、AlCl3、ZnBr2和ZnCl2中的一种或几种,更优选为AlBr3和/或ZnBr2,如AlBr3。
所述反应溶剂选自卤代烃类溶剂,如二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯、邻二氯苯,酰胺类溶剂,如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺,醇类溶剂,如丙醇,醚类溶剂,如二乙醚中的一种或几种,优选为二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯和邻二氯苯中的一种或几种,更优选为二氯甲烷和/或二氯乙烷。
本发明的目的还在于提供一种由所述方法制备得到的1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇。
本发明提供的一种大茴香脑中间体1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的制备方法具有以下有益效果:
(1)所述方法中以苯甲醚和丙醛为原料,路易斯酸为催化剂,原料与催化剂成本低,容易存储和使用,生产安全系数高。
(2)本发明中提供的1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的制备方法,一步合成,合成路线短,工艺过程简单,周期短,目标产品收率高,产品纯度好。
(3)本发明中提供的1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的制备方法,工艺条件容易控制,操作简单,便于工业化应用。
附图说明
图1示出本发明实施例1制备得到的1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的液相色谱图测试结果。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
本发明中,在Lewis酸催化下,苯甲醚和丙醛在溶剂中反应制得1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇。该方法原料及催化剂易得,有效降低成本,工艺条件容易控制,制备周期短。
本发明提供了一种大茴香脑中间体1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的制备方法,原料包括苯甲醚和丙醛,在催化剂存在下进行制备。
所述方法具体包括以下步骤:
步骤1、将催化剂加入到反应溶剂中,搅拌溶解。
所述催化剂选自Lewis酸,优选为铝的卤化物、锌的卤化物和铁的卤化物中的一种或几种,如AlBr3、AlCl3、ZnBr2和ZnCl2中的一种或几种,更优选为AlBr3和/或ZnBr2,如AlBr3。本发明中采用Lewis酸作为催化剂能够完成丙醛和苯甲醚反应一步生成1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,其中铝的卤化物、锌的卤化物和铁的卤化物具有更好的催化活性及选择性,以AlBr3进行催化效果最佳,反应活性及选择性最好。
所述反应溶剂选自卤代烃类溶剂,如二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯、邻二氯苯,酰胺类溶剂,如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺,醇类溶剂,如丙醇,醚类溶剂,如二乙醚中的一种或几种,优选为二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯和邻二氯苯中的一种或几种,更优选为二氯甲烷和/或二氯乙烷,如二氯乙烷。本发明中的反应溶剂能够起到溶解分散催化剂和反应原料的作用,使反应原料与催化剂充分接触反应。
步骤2、加入丙醛和苯甲醚,反应得到反应液。
向含有催化剂的反应溶剂中,加入丙醛和苯甲醚,优选滴加。优选地,先滴加丙醛,充分搅拌混合后,再滴加苯甲醚。
所述丙醛和苯甲醚的摩尔比为(0.5-0.95):1,优选为(0.65-0.90):1,更优选为(0.80-0.90):1。丙醛用量较高时,丙醛会自身发生aldol反应(羟醛缩合/醇醛缩合反应),副产物增多,导致原料经济性降低。
以苯甲醚和丙酰氯的傅克酰基化生成1-(4-甲氧基苯基)-1-丙酮,随后再还原生成1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的反应路线(中国专利CN103058835A),该路线需要经过两步反应生成1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,路线长工艺复杂,而且丙酰氯的成本较高,导致原料成本较高。本发明经一步反应即可制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,且使用的原料丙醛价格更廉价,具有较好的成本优势。
所述催化剂与苯甲醚的摩尔比为(5-18),优选为(7-14):1000,更优选为(9-10):1000。
所述反应溶剂与苯甲醚的质量摩尔比为(240-500)g:1mol,优选为(300-450)g:1mol,更优选为(360-400)g:1mol。
所述反应在5-30℃下进行,优选在10-25℃下进行,如15-20℃。温度过高,不仅溶剂DMC挥发严重而且副产物明显增加;温度低,反应活性较低,导致反应台时较长。
所述反应时间为2-8h,优选为3-7h,更优选为4-6h。反应时间过短原料反应不完全,最终产物产量较低,反应时间过长可能导致副产物的生成,降低反应收率。
步骤3、反应结束后,淬灭反应,后处理反应液,得到1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇。
反应结束后,加入冰水,淬灭反应。所述后处理包括萃取和精馏。淬灭反应后,静置分液,得到水相和有机相。向水相中加入反应溶剂进行萃取,合并有机相。有机相经精馏后得到1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇。
本发明提供的1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇制备方法,利用苯甲醚和丙醛经一步反应制备得到,反应原料及催化剂容易获取,生产成本有效降低,工艺过程得到简化,更容易控制,无需复杂的后处理过程,适合在工业生产中推广应用。
实施例
实施例1
向350g二氯甲烷中加入2.4g(约9mmol)AlBr3,搅拌溶解。控制温度为15-20℃,缓慢滴加64g(约1.1mol)丙醛,充分搅拌,再滴加100g(约0.925mol)苯甲醚,滴毕,保温反应4h。
反应结束后,将反应液倒入500ml冰水中进行淬灭,静置分液,水相用150ml二氯甲烷萃取,两次,合并有机相。精馏(馏分温度为160-165℃,精馏压力为20mmHg)后得131.2g的1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,液相色谱测试其纯度约为99.2%,摩尔收率为84.64%。液相色谱图测试结果如图1所示。
实施例2
按照实施例1的方法制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,区别仅在于:以350g二氯乙烷替换350g二氯甲烷。
精馏后得目标产物125.2g,液相色谱测试其纯度约为99.3%,摩尔收率为80.85%。
实施例3
按照实施例1的方法制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,区别仅在于:以350g氯苯替换350g二氯甲烷。
精馏后得目标产物120.2g,液相色谱测试其纯度约为99.2%,摩尔收率为77.55%。
实施例4
按照实施例1的方法制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,区别仅在于:以2.1g(约8.9mmol)ZnBr2替换2.4g AlBr3,反应温度为15-20℃,反应时间为4h。
精馏后得目标产物123.4g,液相色谱测试其纯度约为99.2%,摩尔收率为76.15%。
实施例5
按照实施例1的方法制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,区别仅在于:以2.1g(约8.9mmol)ZnBr2替换2.4g AlBr3,反应温度为15-20℃,反应时间为5h。
精馏后得目标产物123.4g,液相色谱测试其纯度约为99.2%,摩尔收率为79.61%。
实施例6
按照实施例1的方法制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,区别仅在于:以4.8g AlCl3替换2.4g AlBr3,反应温度为15-20℃,反应时间为4h。
精馏后得目标产物114.6g,液相色谱测试其纯度约为99.1%,摩尔收率为66.35%。
实施例7
按照实施例1的方法制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,区别仅在于:以4.8g AlCl3替换2.4g AlBr3,反应温度为25℃,反应时间为6h。
精馏后得目标产物114.6g,液相色谱测试其纯度约为99.1%,摩尔收率为73.86%。
实施例8
按照实施例1的方法制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,区别仅在于:反应温度为25℃。
精馏后得目标产物128.8g,液相色谱测试其纯度约为99.1%,摩尔收率为83.09%。
实施例9
按照实施例1的方法制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇,区别仅在于:反应时间为6h。
精馏后得目标产物125.6g,液相色谱测试其纯度约为99.1%,摩尔收率为81.03%。
以上结合具体实施方式和/或范例性实例以及附图对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种大茴香脑中间体1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇的制备方法,其特征在于,原料包括苯甲醚和丙醛,在催化剂存在下进行制备。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述催化剂选自Lewis酸,优选为铝的卤化物、锌的卤化物和铁的卤化物中的一种或几种,如AlBr3、AlCl3、ZnBr2和ZnCl2中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法具体包括以下步骤:
步骤1、将催化剂加入到反应溶剂中,搅拌溶解;
步骤2、滴加丙醛和苯甲醚,反应得到反应液;
步骤3、反应结束后,淬灭反应,后处理反应液,得到1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤1中,所述反应溶剂选自卤代烃类溶剂,如二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯、邻二氯苯,酰胺类溶剂,如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺,醇类溶剂,如丙醇,醚类溶剂,如二乙醚中的一种或几种,优选为二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯和邻二氯苯中的一种或几种,更优选为二氯甲烷和/或二氯乙烷。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤2中,所述丙醛和苯甲醚的摩尔比为(0.5-0.95):1,优选为(0.65-0.90):1,更优选为(0.80-0.90):1。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤2中,
所述催化剂与苯甲醚的摩尔比为(5-18),优选为(7-14):1000,更优选为(9-10):1000;
所述反应溶剂与苯甲醚的质量摩尔比为(240-500)g:1mol,优选为(300-450)g:1mol,更优选为(360-400)g:1mol。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤1中,所述催化剂为AlBr3和/或ZnBr2,如AlBr3。
8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤2中,
所述反应在5-30℃下进行,优选在10-25℃下进行,如15-20℃;
所述反应时间为2-8h,优选为3-7h,更优选为4-6h。
9.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
步骤2中,向含有催化剂的反应溶剂中,滴加丙醛和苯甲醚,优选地,先滴加丙醛,充分搅拌混合后,再滴加苯甲醚;
步骤3中,所述后处理包括萃取和精馏。
10.一种根据权利要求1至9之一所述方法制备得到的1-(4-甲氧基苯基)-1-丙醇。
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