CN1198432A - 坚果型香料5－甲基－2－庚烯－4－酮的合成方法 - Google Patents

坚果型香料5－甲基－2－庚烯－4－酮的合成方法 Download PDF

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黄致喜
王慧辰
陆明
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
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Abstract

坚果型香料5－甲基－2－庚烯－4－酮的合成方法,利用2－甲基丁醛同烯丙基溴化镁进行格氏反应得中间体5－甲基－1－庚烯－4－醇,再以重铬酸钠氧化得5－甲基－1－庚烯－4－酮,最后经催化异构而得5－甲基－2－庚烯－4－酮,总得率为65.5%,本发明的最终产物是榛子香味成分中发现的关键组分,可广泛应用于食用和日化香精中。

Description

坚果型香料5-甲基-2-庚烯-4-酮的合成方法
本发明属于香料合成新工艺，特别是关于具有坚果香气的香料合成的工艺方法。
5-甲基-2-庚烯-4-酮的合成香料又称榛子酮是一种非常有价值的食用和日用香料，具有良好的味觉，在高浓度时具有坚果香气，使人想起榛子的香味；在低浓度时具有增香作用，可广泛应用于食品、饮料、口腔用口和饲料添加剂中，还可以用于气雾剂、洗涤剂及化妆品等方面，80年代德国Haarmann & Reimer公司首先发明，并先后申请了美国、德国及欧洲专利，据美国专利4563365公布了下列合成方法：1)伸丁基溴化镁和巴豆醛的格氏反应(Grignard reaction)得中间体5-甲基-2-庚烯-4-醇
Figure A9710640800031
2)上述中间体用红矾钠(重铬酸钠)氧化得目的物
上述方法的缺点是：第一步格氏反应中巴豆醛是一种α，β-不饱和醛，反应中除正常的格氏反应外可能发生对巴豆醛的1，4-加成。第二步氧化是酸性条件下进行的，而被氧化物5-甲基-2-庚烯-4-醇是一种烯丙基醇，它在酸性条件下易发生烯丙基重排，这两个问题可使产物组成复杂，并降低了所需产物的含量，得率低，总的反应得率仅为14.7％。
本发明的目的是为了克服已知方法中的不利反应提高产物的得率和纯度，提供一种新的合成方法。
本发明的合成方法依次包括下面三个步骤：1)利用2-甲基丁醛同烯丙基卤化镁进行格氏反应得中间体5-甲基-1庚烯-4-醇反应式为：
Figure A9710640800041
(X＝Br，Cl)
2)将中间体5-甲基-1-庚烯-4-醇用金属氧化剂氧化生成中间体5-甲基-1-庚烯-4-酮，反应式为：
3)将5-甲基-1-庚烯-4-酮的双键进行催化异构得目的物5-甲基-2-庚烯-4-酮，反应式为：上述步骤1)2-甲基丁醛同烯丙基卤化镁用量的摩尔比为1∶1至1∶2，反应采用芳烃或醚类作溶剂，如：苯、甲苯、乙醚、四氧呋喃，反应温度为10～50℃；步骤2)金属氧化剂为：二氧化锰或重铬酸钠，反应温度为0～50℃，反应时间为1～6小时；步骤3)所用催化剂采用路易斯(Lewis)酸，如硫酸，对甲苯磺酸，硫酸氢钾、草酸，用芳烃作为反应溶剂如：苯、甲苯、二甲苯，反应温度控制在50～130℃，反应时间为1～4小时。
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例一：
(1)5-甲基-1-庚烯-4-醇的制备：
在装有搅拌、冷凝管、温度计和滴液漏斗的5000毫升三颈瓶中，加入54克镁屑(2.25摩尔)和300ml无水乙醚加入一粒碘；再加入由173克烯丙基氯(2.25摩尔)和3000亳升无水乙醚的混合液60毫升，待引发后，滴加余下的混合液(保持沸腾)，完后，回流1小时，再滴加由129克2-甲基丁醛(1.5摩尔)和无水乙醚组成的混合液(保持沸腾)，完后，回流1小时，反应毕，用10％盐酸水解，分层，油层用水洗至中性，回收乙醚后，减压蒸馏，收集b.p.74-76℃/4KPa的馏份87g，含量为98.1％(GC)反应得率为45.2％。nD 15：1.4443，d20：0.8461
(2)5-甲基-1-庚烯-4-酮的制备：
在装有搅拌、冷凝管、温度计和滴液漏斗的2000亳升三颈瓶中，加入132克5-甲基-1-庚烯-4-醇(含量97％)和500毫升乙醚，在10～20℃间滴加由200克重铬酸钠(带二份结晶水)(0.67摩尔)，150毫升浓硫酸和1000毫升水组成的混合液。完后，在20～30℃间反应二小时。反应毕，分出油层，酸水层用200毫升乙醚萃取一次，合并有机层，用饱和食盐水，5％碳酸钠液，饱和食盐水洗至中性。回收溶剂后，收集b.p.66-68℃/3KPa的馏份103克，含量为98.6％(GC)，反应得率为80.6％。nD 151.4313，d20：0.8392
(3)5-甲基-2-庚烯-4-酮即榛子酮的制备：
在500毫升装有搅拌，冷凝管，温度计的三颈瓶中，加入100克5-甲基-1-庚烯-4-酮，100克苯和5克对甲苯磺酸，加热回流1小时。停止加热，冷却，反应液用饱和食盐水，2％氢氧化钠液，饱和食盐水洗至中性，回收溶剂后，减压蒸馏，收集b.p.74-76℃/3KPa的馏份92.5克，含量为99.5％(GC)，反应得率为92.0％。
实施例二：
(1)5-甲基-1-庚烯-4-醇的制备：
在装有搅拌、冷凝管、温度计和滴液漏斗的500毫升三颈瓶中，加入4.2克镁屑(0.175摩尔)和20毫升无水乙醚，加入一粒碘；再加入由21.2克烯丙基溴(0.175摩尔)和50毫升无水乙醚的混合液20毫升，待引发后，滴加余下的混合液(保持沸腾)，完后，回流1小时；再滴加由8.6克2-甲基丁醛(0.1摩尔)和20毫升无水乙醚组成的混合液(保持沸腾)，完后回流1小时。反应毕，用10％盐酸水解、分层、油层用水洗至中性，回收乙醚后，减压蒸馏，收集bp74-76℃/4KPa的馏份6.7克，反应得率为52.1％。nD 15：1.4443，d20：0.8461
IR(液膜)υmax 3350，3080，2990，1640，1460，1378，990，
              910，860cm-1
(2)5-甲基-1-庚烯-4-酮的制备：
在装有搅拌、冷凝器、温度计和滴液漏斗的250亳升三颈瓶中，加入12.8克5-甲基-1-庚烯-4-醇和50毫升乙醚，在25～30℃间滴加由20克重铬酸钠(带二份结晶水)(0.067摩尔)，150毫升浓硫酸和100毫升水组成的混合液。完后，在35～40℃间反应二小时。反应毕，分出油层，酸水层用20毫升乙醚萃取一次，合并有机层，用饱和食盐水，5％碳酸钠液，水洗至中性。回收溶剂后，收集b.p.66-68℃/3KPa的馏份9.7克反应得率为76.8％。nD 15：1.4313，d20：0.8392
IR(液膜)υmax 3080，2960～2880，1710，1640，1460，
              1380，920cm-1
(3)5-甲基-2-庚烯-4-酮即榛子酮的制备：
在100毫升装有搅拌，冷凝管，温度计的三颈瓶中，加入20克5-甲基-1-庚烯-4-酮，20克苯和1克对甲苯磺酸，在50℃反应1小时停止加热，冷却，反应液用饱和食盐水，2％氢氧化钠液，水洗至中性，回收溶剂后，减压蒸馏，收集b.p.74-76℃/3KPa的馏份17.1克，反应得率为85.3％。nD 20：1.4440，d4 20：0.849
IR(液膜)υmax 3030～2860，1690，1660，1625，1460～1400，
              1375，1280，1200，1055，965，920cm-1NMR：δ(CDCl3)7.00～6.78(1H， )，6.25～6.13(1H，
Figure A9710640800071
)2.75～2.56(1H， )，1.94～1.85(3H， )1.81～1.27(2H，-C-CH2-C-)，1.12～1.04(3H， )，0.96～0.81(3H，-C-CH3)ppm
从上述实施例中可以看出，本发明的方法完全避免了已有技术中两个不利反应，使每步反应的产物变得简单，从而有利于产品的提纯、精制和得率的提高，三步反应的总得率为65.5％。比已有技术的总得率有了较大的提高。

Claims (4)

1.坚果型香料5-甲基-2-庚烯-4-酮的合成方法，依次包括下面三个步骤：
1)利用2-甲基丁醛同烯丙基卤化镁进行格氏反应得中间体5-甲基-1庚烯-4-醇反应式为：
Figure A9710640800021
(X＝Br，Cl)
2)将中间体5-甲基-1-庚烯-4-醇用金属氧化剂氧化生成中间体5-甲基-1-庚烯-4-酮，反应式为：
3)将5-甲基-1-庚烯-4-酮的双键进行催化异构得目的物5-甲基-2-庚烯-4-酮，反应式为：
2.根据权利要求1所述的坚果型香料5-甲基-2-庚烯-4-酮的合成方法，其中步骤1)2-甲基丁醛同烯丙基卤化镁用量的摩尔比为1∶1至1∶2，反应采用芳烃或醚类作溶剂，如：苯、甲苯、乙醚、四氧呋喃，反应温度为10～50℃。
3.根据权利要求1所述的坚果型香料5-甲基-2-庚烯-4-酮的合成方法，其中步骤2)金属氧化剂为：二氧化锰或重铬酸钠，反应温度为0～50℃，反应时间为1～6小时。
4.根据权利要求1所述的坚果型香料5-甲基-2-庚烯-4-酮的合成方法，其中步骤3)所用催化剂采用路易斯(Lewis)酸，如硫酸，对甲苯磺酸，硫酸氢钾、草酸，用芳烃作为反应溶剂如：苯、甲苯、二甲苯，反应温度控制在50～130℃，反应时间为1～4小时。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102030626A (zh) * 2010-11-16 2011-04-27 上海应用技术学院 一种5-甲基-2-庚烯-4-酮的制备方法
CN102060868A (zh) * 2010-11-26 2011-05-18 西北师范大学 高烯丙基硅醚的制备方法
CN101597223B (zh) * 2008-06-03 2012-07-04 程存照 榛子酮的合成方法

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CN102030626B (zh) * 2010-11-16 2013-02-20 上海应用技术学院 一种5-甲基-2-庚烯-4-酮的制备方法
CN102060868A (zh) * 2010-11-26 2011-05-18 西北师范大学 高烯丙基硅醚的制备方法

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