(e,e)-法尼基丙酮的制備方法
【專利說明】(E, E)-法尼基兩酮的制備方法
[0001]本申請是申請日為2008年07月22日，申請?zhí)枮?00880102256.6，發(fā)明名稱為“ (E，E)-法尼基丙酮的制備方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]本發(fā)明涉及一種用于制備E/E-法尼基丙酮(2，6，10-三甲基-2，6，10-十五碳三烯-14-酮)的方法，該化合物是香精香料工業(yè)關(guān)注的化合物，并且是在醫(yī)藥上、營養(yǎng)學(xué)上受關(guān)注化合物(例如玉米胡蘿卜素)的中間體。
[0003]CH260081描述了如下制備法尼基丙酮的方法:在0_5°C下利用雙烯酮使橙花叔醇在NaOEt的存在下轉(zhuǎn)化成其乙?；宜狨ィ?mm的壓力和190_200°C的溫度下脫羧化，然后在2.5mm下精餾(產(chǎn)率45.7w% ) 0或者，將Me-乙酰乙酸酯和橙花叔醇在無水1(20)3的存在下在150-160°C下加熱10小時。添加額外的1(20)3后，將混合物在該溫度下再加熱10小時，除水、除醇、除酮。通過分級蒸餾殘余物，得到產(chǎn)率60?%的法尼基丙酮。
[0004]A.Caliezi 等人(Helv.Chim.Acta 35，1649-55
[1952])描述了如下方法:在 _18°C下在醚中用PBr3對橙花叔醇進行處理從而得到法尼基溴化物，然后與乙酰乙酸鈉縮合，從而得到Et-法尼基乙酰乙酸酯，然后用Ba(0H)2水溶液進行酮裂解得到法尼基丙酮和法尼基乙酸。
[0005]根據(jù) 1.N.Nazarov 等人(Izvestiya Akademii nauk SSSR, Seriya Khimicheskaya1957，1267-70 ；Chem.Abstr.52:34658
[1958])，乙烯基叔醇(例如橙花叔醇)轉(zhuǎn)化成不飽和酮可以通過3步實現(xiàn):(1)用鹵化氫HX處理從而形成烯丙基鹵化物，該化合物用乙酰乙酸鈉處理；(2)在140-190°C下用乙酰乙酸酯對該醇進行處理；或者(3)用雙烯酮對該醇進行處理。由方法(3)得到最佳結(jié)果，其得到60-65w%產(chǎn)率的不飽和酮。
[0006]這些方法的缺點是:形成廢物(特別是鹽)、產(chǎn)率低和立體特異性低。DE 1 193490 中以及 Saucy 和 Marbet 的 Helv.Chim.Acta 50，2091-2095 (1967)中公開了更便利的由乙烯基叔醇(例如橙花叔醇)和異丙烯基甲基醚(IPM)合成γ，δ-不飽和羰基化合物(例如法尼基丙酮)的方法，在該方法中，在壓力(6個隊大氣壓)、125°C下在酸性條件下(磷酸或?qū)妆交撬?處理16小時。
[0007]J.Zhang 等人(Huaxue Shijie 45，86-88 (2004) ；Chem.Abstr.146:296095(2006))由里哪醇通過Carroll重排、Grignard反應(yīng)和催化氫化合成了產(chǎn)率高達50.9?%的法尼基丙酮?？紤]到存在廢物和產(chǎn)率低，這個方法相對浪費、不太經(jīng)濟
[0008]盡管法尼基丙酮存在四種立體異構(gòu)體(E/E，E/Z，Z/E，Z/Z)，但上述參考文獻中沒有任何一篇給出任何關(guān)于最終產(chǎn)物的立體性質(zhì)的信息。也未公開E/E-法尼基丙酮的立體定向制法。法尼基丙酮的立體性質(zhì)的差異對于各異構(gòu)體在香精香料工業(yè)中的使用很重要。本發(fā)明的任務(wù)在于找到一種立體定向合成E/E-法尼基丙酮的經(jīng)濟、高產(chǎn)率以及能實現(xiàn)至少若干t/a工業(yè)規(guī)模的方法。
[0009]這已經(jīng)通過如下實現(xiàn):使橙花叔醇與異丙烯基甲基醚(IPM)在酸性催化劑的存在下進行反應(yīng)，然后通過分級蒸餾從反應(yīng)混合物中分離純E/E-法尼基丙酮。本發(fā)明因此涉及一種用于制備E/E-法尼基丙酮的方法，該方法中，使橙花叔醇與IPM在酸性催化劑的存在下進行反應(yīng)，然后通過分級蒸餾將其分離出來。由此，可以得到立體純度為至少90%的E/E-法尼基丙酬。
[0010]本發(fā)明還涉及由此得到的/可由此得到的E/E-法尼基丙酮并且涉及根據(jù)本發(fā)明的方法得到/可根據(jù)本發(fā)明的方法得到的E/E-法尼基丙酮作為廣義的香味或香精成分(尤其在香水中)和在類胡蘿卜素的制備中作為中間體的用途。
[0011]原料E/Z-橙花叔醇或E-橙花叔醇以及異丙烯基甲基醚是可商購產(chǎn)品。E-橙花叔醇還可由商購E/Z-橙花叔醇通過分級蒸餾得到。
[0012]酸性催化劑優(yōu)選為磷酸，其用量相對于反應(yīng)混合物中的橙花叔醇適于為0.01至
0.5mol%，優(yōu)選為0.2mol %。有利的是使用在適當有機溶劑諸如丙酮中的磷酸(優(yōu)選地其濃度為10-30wt% )，而非磷酸本身。然而也可以使用諸如硫酸的其它礦物酸和諸如對甲苯磺酸、甲磺酸、三氯乙酸或草酸的強有機酸，但不太優(yōu)選。
[0013]該反應(yīng)適于在100-200°C范圍內(nèi)的溫度下實施8-20小時，優(yōu)選在120_180°C下，更優(yōu)選在140-160°C下實施約16小時總反應(yīng)時間。
[0014]該反應(yīng)可以在密閉反應(yīng)器中在大氣壓和回流下或者在加壓下實施，如果需要可以在惰性氣氛(諸如氮氣)下實施。此外，該反應(yīng)采用過量的IPM實施，其摩爾量相對于橙花叔醇的摩爾量為2.5-5.0: 1，優(yōu)選大于3.8: 1?？梢哉粘Ｈ硬⑼ㄟ^氣相色譜對其進行分析來確定反應(yīng)終點。
[0015]通過在減壓下、優(yōu)選在小于0.lmbar下、更優(yōu)選在0.03-0.02mbar下進行分級蒸饋從反應(yīng)混合物中分離出所需E/E-法尼基丙酮作為主要級分。有利地，通過添加堿性有機或無機化合物(例如乙酸鈉)中和酸性催化劑，如果需要在分餾前將它以及低沸點組分除去。
[0016]發(fā)現(xiàn)磷酸催化的E/E-橙花叔醇的C3-延長導(dǎo)致以下四種法尼基丙酮(FA)異構(gòu)體的混合物，在蒸餾(分離低沸點物和高沸點物)后全部異構(gòu)體的產(chǎn)率為89-91%:E/E-FA:34% ;(5Z，9E)-FA+(5E，9Z)-FA:49% (這兩種異構(gòu)體不能通過氣相色譜分離)；Z/Z-FA:17%o相應(yīng)地，E-橙花叔醇的C3-延長導(dǎo)致兩種異構(gòu)體E/E-FA和(5Z，9E) -FA (約60:40 % )的混合物在蒸餾(分離低沸點物和高沸點物)后全部異構(gòu)體的產(chǎn)率為86-88%。
[0017]通過以下實施例對本發(fā)明進行更詳細地闡述。
[0018]實施例1
[0019]由E-橙花叔醇磷酸催化制備E/E-法尼基丙酮
[0020]在1.0升不銹鋼間歇反應(yīng)器(中壓-高壓)中裝入1.2885g的18w%氏?04在丙酮中的溶液(2.37mMol，0.3Mol%)和179.5g的E-橙花叔醇(0.790Mol)，其中該反應(yīng)器具有在夾套中的電加熱和水冷系統(tǒng)、壓力傳感器和不銹鋼攪拌器。添加225g的異丙烯基甲基醚(IPM，3.01Mol，3.81當量)。攪拌(500rpm)下，將混合物在2小時內(nèi)加熱至160。。。16小時總反應(yīng)時間后，將反應(yīng)混合物冷卻至25°C，在減壓下從反應(yīng)器中取出，并與2g的乙酸鈉一起攪拌30分鐘。在5 μπι的Teflon膜上過濾后，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中40°C下分兩步(栗壓為lOmbar和0.05mbar)除去低沸點物。粗產(chǎn)物(產(chǎn)率93.1%,選擇性0.94)在500ml的雙口圓底燒瓶中油浴中進行蒸饋，該燒瓶具有PT 100、磁力攪拌器、Liebig冷凝器、AnschutzThiele分離器、冷阱(cold trap)和高真空栗。在140°C的浴溫、125_127°C的內(nèi)部溫度、118-122°C的頭部溫度以及0.03-0.02mbar的絕對壓力(栗壓)下，得到產(chǎn)率為86%的E/E-法尼基丙酮和(5Z，9E)_法尼基丙酮的混合物。在67-140°C、44.5-123。?；?7.3-111。。和0.03mbar (栗壓)的條件下得到產(chǎn)率3.7%的E/E-法尼基丙酮和(5Z，9E)-法尼基丙酮的混合物的前餾分。主要餾分和前餾分的總產(chǎn)率為89.7%，選擇性為0.9。E/E-法尼醇丙酮通過蒸餾從(5Z/9E)-法尼基丙酮中分離出來。通過1Η和13C-NMR譜表征產(chǎn)物。純度通過色譜確定。
[0021]E/E-FA 300MHz13C-匪R(CDC13): δ (ppm，TMS) = 208.8，136.4，135.0，131.3，124.4，124.0，122.5,43.8,39.7,39.6,29.9,26.8,26.5,25.5,22.5，17.7，16.0(2C)。
[0022]實施例2
[0023]以與實例1所述相同的方式，由199gE-橙花叔醇、1.38g催化劑溶液和3.15當量的IPM出發(fā)，得到E/E-法尼基丙酮和(5Z，9E)-法尼基丙酮的混合物，產(chǎn)率為89.8%，選擇性為0.90 (粗產(chǎn)物)；或產(chǎn)率為87.4% (分離低沸點物和高沸點物后的主餾分和前餾分的總量)，選擇性為0.87。
[0024]實施例3
[0025]以與實例1所述相同的方式，由224.4g E_橙花叔醇、1.56g催化劑溶液和2.5當量的IPM出發(fā)，得到E/E-法尼基丙酮和(5Z，9E)-法尼基丙酮的混合物，產(chǎn)率為88.2%，選擇性為0.88 (粗產(chǎn)物)；或產(chǎn)率為86.1% (分離低沸點物和高沸點物后的主餾分和前餾分的總量)，選擇性為0.86。
【主權(quán)項】
1.一種用于制備E/E-法尼基丙酮的方法，其特征在于:使橙花叔醇與異丙烯基甲基醚在酸性催化劑的存在下在高溫下進行反應(yīng)；并且通過分級蒸餾進行分離。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，E-橙花叔醇與異丙烯基甲基醚反應(yīng)。3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中，橙花叔醇和異丙烯基甲基醚的摩爾量。4.如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的方法，其中，所述酸性催化劑是在丙酮溶液中的磷酸。5.如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的方法，其中，純E/E-法尼基丙酮通過在小于0.lmbar的絕對壓力下分級蒸饋反應(yīng)混合物而得到。6.如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的方法，其中，得到立體純度為至少90%的E/E-法尼基丙酬。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述方法制備的E/E-法尼基丙酮。8.通過權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法得到的或可通過權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法得到的E/E-法尼基丙酮。9.通過權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法得到的或可通過權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法得到的E/E-法尼基丙酮作為香料或香精成分的用途。10.通過權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法得到的或可通過權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法得到的E/E-法尼基丙酮在類胡蘿卜素的制備中作為中間體的用途。
【專利摘要】本發(fā)明涉及(E，E)-法尼基丙酮的制備方法，其特征在于：使橙花叔醇與異丙烯基甲基醚在酸性催化劑的存在下在高溫下進行反應(yīng)；并且通過分級蒸餾進行分離。
【IPC分類】C07C45/51, A23L27/20, C07C49/203
【公開號】CN105384615
【申請?zhí)枴緾N201510679497
【發(fā)明人】沃納爾·邦拉蒂, 沃夫·庫恩滋
【申請人】帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2008年7月22日
【公告號】CN101778810A, EP2188240A1, EP2188240B1, US8217203, US20100204520, WO2009019132A1