本發(fā)明涉及有機(jī)合成領(lǐng)域,具體地,涉及一種大馬酮的工業(yè)制造方法。
背景技術(shù):
大馬酮類香料是含13個碳原子的芳香化合物。為無色至淡黃色透明液體,相對密度為0.92-0.96,折光率為1.4-1.6,常壓下沸點很高,在真空狀況下(0.01-13.3pa),沸點為40-60℃,具體數(shù)值隨各異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)不同而異。大馬酮類香料可溶于乙醇和有機(jī)溶劑中,不溶于水,都具有強烈的類似玫瑰的芳香。
一般來說,香料必須和其他數(shù)種或數(shù)十種天然香料和單體香料調(diào)配成香精以后,才能作為化妝品、食品、香水、煙草和飲料等的賦香劑,這些名貴香料用量雖然很少,但它能使香氣更加清新宜人。但是其價格昂貴,而且多依進(jìn)口來實現(xiàn)高端產(chǎn)品的上的應(yīng)用或僅作學(xué)術(shù)研究之用。
60年代中,由著名化學(xué)家Ohloff從保加利亞玫瑰花精油中發(fā)現(xiàn);70年代初,Demole等人又首次從保加利亞玫瑰花精油中分離出其β異構(gòu)體等單體。并報道了全合成,由于它們是名貴香精的必要組分,十多年來,許多人致力于它們的全合成,該全合成的策略往往是開鏈或脂環(huán)單萜和三碳砌塊的聯(lián)結(jié)。如:Ohloff從大馬醇的ene型光氧化,環(huán)氧酸性開環(huán)和脫水,但與變鏈的烯丙醇雙鍵相比,脂環(huán)烯丙醇雙鍵發(fā)生ene型光氧化應(yīng)該很慢。
如下反應(yīng)方程式所示:
上述合成過程相當(dāng)?shù)膹?fù)雜和繁瑣,顯然不適用于大批量工業(yè)化生產(chǎn)。故而,至今還沒有一條成熟路線可大規(guī)模地合成大馬酮類香料。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在克服上述缺陷,提供一種合成步驟少,操作相對簡單的,適用于工業(yè)化生產(chǎn)的大馬酮的制造方法。
在本發(fā)明中大馬酮為β-大馬酮,具體結(jié)構(gòu)如下所示:
具體地,本發(fā)明提供的大馬酮的工業(yè)制造方法,其特征在于:由紫羅蘭酮經(jīng)環(huán)氧化反應(yīng)生成環(huán)氧化合物A,該環(huán)氧化合物A在肼的作用下還原為中間產(chǎn)物 B,該中間產(chǎn)物B經(jīng)氧化得到大馬酮;
其中,所述環(huán)氧化合物A的結(jié)構(gòu)式如下所示:
所述中間產(chǎn)物B的結(jié)構(gòu)式如下所示:
具體反應(yīng)方程式為:
該環(huán)氧化過程可以為烯鍵開環(huán)形成三元雜環(huán)的任意反應(yīng),如:Sharpless環(huán)氧化反應(yīng),或與MCPBA或其他過氧酸進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng),或在銀或碳化硅的催化條件下,通過空氣或氧氣做氧化劑的環(huán)氧化反應(yīng);或與次鹵酸發(fā)生加成反應(yīng)后在堿性形成條件下發(fā)生消除反應(yīng)得到環(huán)氧化物;或在堿性條件下,與過氧化氫反應(yīng)獲得環(huán)氧化物,或與有機(jī)過酸(如:過苯家酸、過鄰苯二甲酸、間氯過苯家酸、過甲酸、過乙酸)氧化,其中,優(yōu)選采用紫羅蘭酮與過氧化物反應(yīng)生成 環(huán)氧化合物。
此外,本發(fā)明提供的上述大馬酮的工業(yè)制造方法的具體工藝步驟如下所示:
步驟一、將紫羅蘭酮和過氧化物投入反應(yīng)釜中,于-20℃-110℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)0.5-10小時,獲得環(huán)氧化合物A;
上述紫羅蘭酮與過氧化物的摩爾比為1:0.2-2,根據(jù)過氧化物性質(zhì)的不同,對其反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間進(jìn)行一定的調(diào)整;
該反應(yīng)可選在保護(hù)氣保護(hù)或溶劑條件下進(jìn)行,也可選擇在非保護(hù)氣和無溶劑條件下進(jìn)行。
步驟二、于環(huán)氧化合物A中加入肼,于60℃-220℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)2-7小時,獲得中間產(chǎn)物B;
上述紫羅蘭酮與肼的摩爾比為1:0.2-2,優(yōu)選在160℃-200℃的常壓溫度下反應(yīng),反應(yīng)時間優(yōu)選為2-5小時。
該反應(yīng)可選在保護(hù)氣保護(hù)或溶劑條件下進(jìn)行,也可選擇在非保護(hù)氣和無溶劑條件下進(jìn)行。
步驟三、將三氧化鉻緩慢加入吡啶,逐漸升溫至20-30℃,析出黃色絡(luò)合物沉淀,分離出的沉淀加至二氯甲烷中,形成氧化劑;
上述紫羅蘭酮、三氧化鉻和吡啶的摩爾比為1:1-2:2-10,優(yōu)選為1:1-2:1-2。該反應(yīng)可選在保護(hù)氣保護(hù)或溶劑條件下進(jìn)行,也可選擇在非保護(hù)氣和無溶劑條件下進(jìn)行。
步驟四、將步驟三中形成的氧化劑滴加至步驟二中形成的中間產(chǎn)物B中,于20-30℃的溫度下反應(yīng)0.5-3個小時;經(jīng)后處理獲得大馬酮純產(chǎn)品。
另外,本發(fā)明提供的上述大馬酮的工業(yè)制造方法的具體工藝步驟還可以如下所示:
步驟一、將紫羅蘭酮和過氧化物投入反應(yīng)釜中,于-20℃-110℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)0.5-10小時,獲得環(huán)氧化合物A;
上述紫羅蘭酮與過氧化物的摩爾比為1:0.2-2,根據(jù)過氧化物性質(zhì)的不同,對其反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間進(jìn)行一定的調(diào)整;
該反應(yīng)可選在保護(hù)氣保護(hù)或溶劑條件下進(jìn)行,也可選擇在非保護(hù)氣和無溶劑條件下進(jìn)行。
步驟二、于環(huán)氧化合物A中加入肼,于60℃-220℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)2-7小時,獲得中間產(chǎn)物B;
上述紫羅蘭酮與肼的摩爾比為1:0.2-2,優(yōu)選在160℃-200℃的常壓溫度下反應(yīng),反應(yīng)時間優(yōu)選為2-5小時。
該反應(yīng)可選在保護(hù)氣保護(hù)或溶劑條件下進(jìn)行,也可選擇在非保護(hù)氣和無溶劑條件下進(jìn)行。
步驟三、于上述反應(yīng)釜中加入異丙醇鋁和丙酮,于-20℃-110℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)1-5小時;經(jīng)后處理獲得大馬酮純產(chǎn)品。
上述紫羅蘭酮、異丙醇鋁和丙酮的摩爾比為1:0.5-2:0.5-2;優(yōu)選為1:1-2:1-2。
另外,在上述大馬酮的工業(yè)制造方法中,過氧化物可選自無機(jī)過氧化物或有機(jī)過氧化物,如、過苯甲酸、過鄰苯二甲酸、間氯過苯家酸、過甲酸、過乙酸、過氧化氫、過氧化鈉、過氧化鉀中的一種。
另外,在上述大馬酮的工業(yè)制造方法中,后處理的步驟為將反應(yīng)物倒入冷的稀酸溶液中,用有機(jī)溶劑萃取,將有機(jī)溶劑層用弱堿液洗滌,經(jīng)水洗,干燥后,濃縮過柱或重結(jié)晶或蒸餾獲得純產(chǎn)品。
另外,上述大馬酮的工業(yè)制造方法中,有機(jī)溶劑可選自二氯甲烷、三氯甲 烷、四氯甲烷、乙腈、甲苯、苯、丙酮、醇類、醚類中的一種。
本發(fā)明的作用和效果:
本發(fā)明提供的生產(chǎn)方法簡單,區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)雜的生產(chǎn)方式,苛刻的生產(chǎn)條件,本發(fā)明通過多步一鍋法即可實現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物的合成。且產(chǎn)率相對于現(xiàn)有技術(shù)的多步合成來說,能提高至少50%。
由于傳統(tǒng)方案中的多步合成,且?guī)缀趺坎酵瓿珊蠖夹枰M(jìn)行純化的過程,且工藝條件苛刻,因此,其產(chǎn)率相對較低,成本提高的同時,也增加了生產(chǎn)上的操作困難,對制造工人的操作要求相對較高,而本發(fā)明不但合成工藝簡單,工藝條件溫和,且其在合成大馬酮時的產(chǎn)率可高達(dá)75%及以上。
因此,本發(fā)明對生產(chǎn)工藝和合成路線進(jìn)行了優(yōu)化,在本發(fā)明的生產(chǎn)過程中,副反應(yīng)少,后處理方便,生產(chǎn)條件溫和,適合于工業(yè)化的生產(chǎn)模式。
具體實施方式
實施例一、大馬酮的合成
將190g紫羅蘭酮和200ml二氯甲烷投入反應(yīng)釜中,一邊滴加75g過乙酸,一邊滴加20%的氫氧化鈉溶液,控制體系PH在5-6之間,于25℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)1.5小時,加入50ml二氯甲烷萃取至少2次,濃縮;
將上述反應(yīng)物投入200ml乙醇中,加入32g肼,于180℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)4小時;
將100g三氧化鉻緩慢加入150g吡啶,逐漸升溫至20-30℃,析出黃色絡(luò)合物沉淀,過濾分離出的沉淀物加至200ml二氯甲烷中,形成預(yù)制氧化劑;
邊攪拌邊將200ml的預(yù)制氧化劑緩慢滴加至上述反應(yīng)溶液中,保持體系溫度在20-30℃之間,反應(yīng)1個小時(或0.5、1.5、2、2.5、3小時);
將反應(yīng)物倒入冷的100ml的15%的稀硫酸酸溶液中,用100ml乙醚萃取2次,分離出有機(jī)層,分別用100ml飽和碳酸氫鈉溶液洗滌2次,用100ml冰水洗滌2次,用無水硫酸鎂干燥后,濃縮過柱或重結(jié)晶或蒸餾獲得大馬酮純產(chǎn)品131g。
在本實施例中,環(huán)氧化的過程還可以為在Ag的催化下通氧氣進(jìn)行的環(huán)氧化反應(yīng)等;紫羅蘭酮與過氧化物的摩爾比還可以為1:0.2或1:0.5或1:1.5或1:2等不同比例;紫羅蘭酮與肼的摩爾比還可以為1:0.2或1:0.5或1:1.5或1:2等不同比例;紫羅蘭酮、三氧化鉻和吡啶的摩爾比還可以為1:1:2或1:2:2或1:1:2或1:1.5:2或1:1.5:3或1:2:10等不同比例。
實施例二、大馬酮的合成
將190g紫羅蘭酮和200ml二氯甲烷投入反應(yīng)釜中,一邊滴加75g過乙酸,一邊滴加20%的氫氧化鈉溶液,控制體系PH在5-6之間,于25℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)1.5小時,加入50ml二氯甲烷萃取至少2次,濃縮;
將上述反應(yīng)物投入200ml乙醇中,加入32g肼,于180℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)4小時,減壓蒸去溶劑;
于上述反應(yīng)物中投入60g丙酮和200g異丙醇鋁,于室溫下反應(yīng)3小時。
將反應(yīng)物倒入冷的100ml的15%的稀硫酸酸溶液中,用100ml乙醚萃取2次,分離出有機(jī)層,分別用100ml飽和碳酸氫鈉溶液洗滌2次,用100ml冰水洗滌2次,用無水硫酸鎂干燥后,濃縮過柱或重結(jié)晶或蒸餾獲得大馬酮純產(chǎn)品131g。
在本實施例中,環(huán)氧化的過程還可以為在Ag的催化下通氧氣進(jìn)行的環(huán)氧化反應(yīng)等;紫羅蘭酮與過氧化物的摩爾比還可以為1:0.2或1:0.5或1:1.5或1:2等不同比例;紫羅蘭酮與肼的摩爾比還可以為1:0.2或1:0.5或1:1.5或1:2等不同比例;紫羅蘭酮、異丙醇鋁和丙酮的摩爾比還可以為1:0.5:0.5或1:0.5: 1或1:1:2或1:1.5:2或1:1.5:1.5或1:2:1等不同比例。