專利名稱：2-甲基異冰片的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適于大規(guī)模生產(chǎn)的2-甲基異冰片的合成方法。
背景技術(shù)：
2-甲基異冰片為異冰片的衍生物，又名2-甲基異莰醇，是某些藻類大量繁殖產(chǎn) 生的兩種代謝產(chǎn)物之一，由于其氣味很易被人類識別，因此是一種影響水質(zhì)的物質(zhì)。當(dāng)天氣炎熱時，水藻便會在水庫增生，并釋放出2-甲基異冰片，使飲用水產(chǎn)生異味。由于極其少量的2-甲基異冰片就能在飲用水中產(chǎn)生異味，因此其在水中的濃度一直為人們所重視。但是，從自然界中提取2-甲基異冰片卻比較困難，因此長期以來，人工方法合成2-甲基異冰片受到了廣泛的關(guān)注。目前已經(jīng)報道了幾種制備2-甲基異冰片的方法，如鈀碳?xì)浠?Maelkoenen et al. , Annales Academiae Scientiarum Fennicae, Series A2 Chemica, 1964,128, 30)和甲基格氏試劑法(Medsker et al. , Environmental Science &Technology, 1969,477)等，其中鈀碳?xì)浠ㄐ枰褂幂^為昂貴的鈀碳催化劑和較為危險的氫化體系，因而不適合大規(guī)模生產(chǎn)。目前，利用甲基格氏試劑從D-樟腦出發(fā)制備2-甲基異冰片的方法為人們所普遍采用。但長期以來，由于D-樟腦類型的酮羰基與格氏試劑的加成反應(yīng)通常收率較低，產(chǎn)物純化較難，因此其大規(guī)模生產(chǎn)受到很大限制。Swain等曾嘗試使用溴化鎂作為添加劑進(jìn)行甲基格氏試劑與酮羰基的加成反應(yīng)，但效果并不理想(J.Am. Chem. Soc.，1951，73，870)。此夕卜，Chastrette等嘗試使用四丁基溴化銨、高氯酸鋰等作為添加劑進(jìn)行甲基格氏試劑與酮羰基的加成反應(yīng)(J. Chem. Soc. , Chem. Commun. , 1970,470) ；Seebach等報道了使用三異丙氧基氯化鈦和三正丁氧基氯化鋯作為添加劑，應(yīng)用在甲基格氏試劑與羰基加成的反應(yīng)中(Angew. Chem.，Int. Ed. Engl.，1983, 22, 31) ；Dimitrov 等人報道了 使用 CeC13 活化 D-樟腦，然后與甲基格氏試劑反應(yīng)生成2-甲基異冰片的方法(Tetrahedron Letters, 1996, 37,6787)。然而，上述這些合成方法的共同缺點是操作過程繁瑣，且反應(yīng)產(chǎn)率較低，從而導(dǎo)致成本較高，因此僅適用于研發(fā)性的小規(guī)模制備，而無法進(jìn)行大批量生產(chǎn)。因此，2-甲基異冰片的工業(yè)化生產(chǎn)已成為相關(guān)行業(yè)的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在保證產(chǎn)品純度的前提下大幅度提高產(chǎn)率，操作簡單，并且適于大規(guī)模生產(chǎn)的2-甲基異冰片的合成方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的2-甲基異冰片的合成方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟I)將作為原料的D-樟腦加入到反應(yīng)容器中，然后在室溫下依次加入作為溶劑的乙醚和作為活化劑的三氯化鋁，將該反應(yīng)體系在室溫下攪拌3 5小時得到混合體系A(chǔ) ；
2)將鎂屑和乙醚在室溫下混合，再加入催化劑量的碘單質(zhì)，得到混合體系B ；3)將混合體系B加熱至回流，然后在此狀態(tài)下將碘甲烷緩慢滴入到混合體系B中；滴加完畢后，將上述反應(yīng)液降至室溫，并在室溫下攪拌I 2小時，得到混合體系C ；4)將混合體系A(chǔ)加熱至回流，并在回流狀態(tài)下攪拌5 10小時，然后在此溫度下將混合體系C滴加至混合體系A(chǔ)中,之后將反應(yīng)液在回流狀態(tài)下攪拌48 72小時,然后冷卻過濾，將過濾后得到的固體丟棄；將溶液相用石油醚稀釋，然后用2M鹽酸溶液洗滌，靜置后分離有機相和水相，水相丟棄；之后將有機相用飽和食鹽水洗滌，靜置后分離有機相和水相，水相丟棄；將有機相與鹽酸羥胺和氫氧化鈉水溶液混合攪拌12 24小時后，分液，水相丟棄，將有機相用無水硫酸鈉干燥，溶劑旋干而得到粗品；5)將上述粗品用乙酸乙酯和正己烷混合溶劑重結(jié)晶，得到產(chǎn)物2-甲基異冰片。
所述的步驟I)中D-樟腦、乙醚和三氯化鋁的重量比為I : 2 4 I 2。所述的步驟2)中鎂屑、乙醚與步驟I)中D-樟腦的重量比為O. 3 O. 6 I
2 I0所述的步驟3)中碘甲烷與步驟I)中D-樟腦的重量比為I. 5 2. O I。所述的步驟5)中粗品與乙酸乙酯和正己烷的重量比為I : O. I 5 I 10。本發(fā)明提供的2-甲基異冰片的合成方法的反應(yīng)過程如下
權(quán)利要求
1.ー種2-甲基異冰片的合成方法，其特征在于所述的合成方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟 1)將作為原料的D-樟腦加入到反應(yīng)容器中，然后在室溫下依次加入作為溶劑的こ醚和作為活化劑的三氯化鋁，將該反應(yīng)體系在室溫下攪拌3 5小時得到混合體系A(chǔ) ； 2)將鎂屑和こ醚在室溫下混合，再加入催化劑量的碘單質(zhì)，得到混合體系B; 3)將混合體系B加熱至回流，然后在此狀態(tài)下將碘甲烷緩慢滴入到混合體系B中；滴加完畢后，將上述反應(yīng)液降至室溫，并在室溫下攪拌I 2小時，得到混合體系C ； 4)將混合體系A(chǔ)加熱至回流，并在回流狀態(tài)下攪拌5 10小時，然后在此溫度下將混合體系C滴加至混合體系A(chǔ)中,之后將反應(yīng)液在回流狀態(tài)下攪拌48 72小時,然后冷卻過 濾，將過濾后得到的固體丟棄；將溶液相用石油醚稀釋，然后用2M鹽酸溶液洗滌，靜置后分離有機相和水相，水相丟棄；之后將有機相用飽和食鹽水洗滌，靜置后分離有機相和水相，水相丟棄；將有機相與鹽酸羥胺和氫氧化鈉水溶液混合攪拌12 24小時后，分液，水相丟棄，將有機相用無水硫酸鈉干燥，溶劑旋干而得到粗品； 5)將上述粗品用こ酸こ酯和正己烷混合溶劑重結(jié)晶，得到產(chǎn)物2-甲基異冰片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的2-甲基異冰片的合成方法，其特征在于所述的步驟I)中D-樟腦、こ醚和三氯化鋁的重量比為I : 2 4 I 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的2-甲基異冰片的合成方法，其特征在于所述的步驟2)中鎂屑、こ醚與步驟I)中D-樟腦的重量比為0.3 0.6 2 4 I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的2-甲基異冰片的合成方法，其特征在于所述的步驟3)中碘甲烷與步驟I)中D-樟腦的重量比為I. 5 2.0 I。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的2-甲基異冰片的合成方法，其特征在于所述的步驟5)中所得粗品與こ酸こ酯和正己烷的重量比為I : 0.1 5 I 10。
全文摘要
一種2-甲基異冰片的合成方法。該合成方法是以D-樟腦和碘甲烷作為起始反應(yīng)原料，在三氯化鋁的作用下，通過格氏反應(yīng)和烷基化反應(yīng)，然后經(jīng)過提純而獲得產(chǎn)物2-甲基異冰片。本發(fā)明提供的2-甲基異冰片的合成方法產(chǎn)率高(大于等于95％)，并且所使用的反應(yīng)原料價格低廉，因此能夠在保證產(chǎn)品純度的前提下大幅度提高產(chǎn)率，并同時降低生產(chǎn)成本，因此非常適于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號C07C35/29GK102627529SQ20121007643
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者何雅娟, 符新亮, 蘇福海, 袁家龍, 陳曉, 馬康 申請人:中國計量科學(xué)研究院, 天津市佰斯康科技有限公司