一種β-大馬烯酮香料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種β-大馬烯酮香料的制備方法，包括以下步驟：(1)以β-紫羅蘭酮為起始原料，與鹽酸羥胺在堿性環(huán)境中反應(yīng)得到β-紫羅蘭酮肟；(2)β-紫羅蘭酮肟與鹵素及其金屬鹽反應(yīng)得到β-紫羅蘭酮異噁唑衍生物；(3)β-紫羅蘭酮異噁唑衍生物與鈉作用生成β-二氫大馬酮；(4)β-二氫大馬酮與鹵素自由基發(fā)生氧化鹵代反應(yīng)，再與堿性環(huán)境下發(fā)生脫除鹵化氫的消除反應(yīng)，得到β-大馬烯酮。本發(fā)明原料價廉易得，操作簡便，反應(yīng)條件溫和，各步反應(yīng)收率高，所用溶劑可回收重復(fù)利用，成本較低，是一種適合工業(yè)化生產(chǎn)β-大馬烯酮香料的方法。
【專利說明】—種β-大馬烯酮香料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于香料精細(xì)化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種以β -紫羅蘭酮為起始原料制備β-大馬烯酮香料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]β-大馬烯酮(β-Damascenone)又名β-突厥烯酮，系統(tǒng)命名為1_(2，6，6_三甲基-1，3-環(huán)己二烯-1-基)-2- 丁烯-1-酮，淡黃色至黃色液體，易溶于乙酸乙酯、乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑，可與95%乙醇任意比互溶，難溶于水。是1970年Demole等從保加利亞玫瑰油中分離得到的微量成分，是具有強(qiáng)力的花香果香型物質(zhì)且聞起來有玫瑰、梅子、葡萄、覆盆子、糖果的香氣和強(qiáng)烈的天然花香、果香氣息。β -大馬烯酮不僅具有撫慰和協(xié)調(diào)情緒、增加自信、改善血液循環(huán)、提高心臟和肝臟的功能、抑制反胃惡心、和有助于皮膚的保濕和抗菌作用。同時，在香精中加入少量該物質(zhì)就能起到提升玫瑰香氣的作用。其具有較強(qiáng)的花香香氣和良好的擴(kuò)散力。主要用于配制高級香水、調(diào)配高檔化妝品香精以及食用香精，同時，還可在煙草中改善香煙的韻味，使煙味變得更為柔和。
[0003]β_大馬烯酮具有細(xì)膩、愉快的玫瑰花香香氣，是名貴香精的必要成分，然而在其提取物中卻只占0.05%。依賴植物提煉萃取工藝獲取該化合物將十分有限，因此迫切需要以人工合成的方式解決原材料短缺問題。對于β_大馬烯酮的合成雖有許多報道，但缺少簡單、經(jīng)濟(jì)、方便的合成途徑。世界上只有瑞士芬美意公司開發(fā)的檸檬醛合成法實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)并申請有國際發(fā)明專利US3890370(A)，同時芬美意公司開發(fā)了 β大馬烯酮類似物的合成法并申請有國際專利US3968161(A)，目前芬美意公司在β _大馬烯酮市場投放上占據(jù)壟斷地位。此外，針對大馬烯酮的合成，日本也有以炔烴為底物的合成方法,并申請了國際發(fā)明專利JPS61118359(A)。由于價格特別昂貴，我國在自主開發(fā)的高端產(chǎn)品中只有少量采用，極大程度上限制了相關(guān)食品、醫(yī)藥、日化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為滿足我國對β_大馬烯酮香料的需求，應(yīng)重視對其合成的研究，開發(fā)高效的合成路線并使其盡早投入工業(yè)生產(chǎn)?，F(xiàn)國內(nèi)已有以環(huán)香葉酸乙酯為起始原料來合成大馬烯酮的相關(guān)專利CN101698636(B)，但此方法暫無工業(yè)化的報道。β_紫羅蘭酮是一種大量存在的天然產(chǎn)物，與β_大馬酮是同分異構(gòu)體，有望以其為原料實現(xiàn)β_大馬烯酮的高效合成。實現(xiàn)本路線需要經(jīng)過I，3-羰基遷移反應(yīng)和環(huán)己烯的適度脫氫反應(yīng)，均非易事，目前國內(nèi)暫無相關(guān)專利報道。針對1，3_羰基遷移，研究較多的是涉及烯鍵環(huán)氧化中間體的Wharton反應(yīng)，路線長且產(chǎn)率低。同時，β-紫羅蘭酮在發(fā)生1，3羰基轉(zhuǎn)位后只能生成β_二氫大馬酮，是β_大馬烯酮的前驅(qū)物，需要在環(huán)己烯結(jié)構(gòu)上進(jìn)行一分子的脫氫反應(yīng)。由β_二氫大馬酮制得β_大馬烯酮也是檸檬醛合成法中的最后一步，目前采用高真空下熱解工藝，能耗大，批量生產(chǎn)受限。文獻(xiàn)中多有在此基礎(chǔ)上的方法學(xué)研究，但是實際產(chǎn)率低，副產(chǎn)物多，離工業(yè)化生產(chǎn)的要求還有距離。
基于上述問題，我們以β_紫羅蘭酮為起始原料，先肟化，再制成異噁唑衍生物、在醇與金屬鈉的作用下開環(huán)得到1，3_羰基轉(zhuǎn)位的同分異構(gòu)體，前后只需要三步，較Wharton方法更加簡便、高效。結(jié)合 氧化鹵代及脫鹵化氫等系列反應(yīng)，開發(fā)了一條操作簡便，反應(yīng)條件溫和，各步反應(yīng)收率高，所用溶劑可回收重復(fù)利用，成本較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)β-大馬烯酮香料的路線。

【發(fā)明內(nèi)容】
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本發(fā)明所要解決的問題是提供一種以β-紫羅蘭酮為起始原料，制備β-大馬烯酮香料的四步方法，從而克服反應(yīng)條件苛刻，收率低，成本高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)等缺點。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實施的:
(1)以β-紫羅蘭酮為起始原料，在溶劑中加入鹽酸羥胺和有機(jī)/無機(jī)堿，升溫至40~800C，反應(yīng)時間I~5h，得到β -紫羅蘭酮肟，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至6~7 ;
(2)在溶劑中加入紫羅蘭酮肟，鹵素和金屬鹵化物，升溫至40~100°C，反應(yīng)4~12h，得到β -紫羅蘭酮異噁唑衍生物，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至6~7 ;
(3)將反應(yīng)器降溫至_40°C~0°C，加入溶劑，紫羅蘭酮異噁唑衍生物、金屬鈉和有機(jī)醇，反應(yīng)結(jié)束后中和過量的鈉，再加入甲苯加熱回流20~48h，得到β-二氫大馬酮；
(4)在有機(jī)溶劑中，加入引發(fā)劑、二氫大馬酮和鹵代氧化劑，升溫至40~100°C，反應(yīng)時間I~6h，發(fā)生氧化鹵代反應(yīng)；再有機(jī)/無機(jī)堿存在下，升溫至100~160°C反應(yīng)10~24h，發(fā)生鹵化氫的消除反應(yīng)，得到β-大馬烯酮；
其反應(yīng)式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種β-大馬烯酮香料的制備方法，其特征在于包含以下步驟: (1)以β-紫羅蘭酮為起始原料，在溶劑中加入鹽酸羥胺和有機(jī)/無機(jī)堿，升溫至40~800C，反應(yīng)時間I~5h，得到β -紫羅蘭酮肟，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至6~7 ; (2)在溶劑中加入紫羅蘭酮肟，鹵素和金屬鹵化物，升溫至40~100°C，反應(yīng)4~12h，得到β -紫羅蘭酮異噁唑衍生物，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至6~7 ; (3)將反應(yīng)器降溫至_80°C~0°C，加入溶劑，紫羅蘭酮異噁唑衍生物、金屬鈉和有機(jī)醇，反應(yīng)結(jié)束后中和過量的鈉，再加入甲苯加熱回流20~48h，得到β-二氫大馬酮； (4)在有機(jī)溶劑中，加入引發(fā)劑、二氫大馬酮和鹵代氧化劑，升溫至40~100°C，反應(yīng)時間I~6h，發(fā)生氧化鹵代反應(yīng)；在有機(jī)/無機(jī)堿存在下，升溫至100~160°C反應(yīng)10~24h，發(fā)生鹵化氫的消除反應(yīng)，得到β-大馬烯酮； 其反應(yīng)式如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求書I中所述的方法，其特征在于，步驟(1)中的溶劑為甲醇、乙醇、水中的任意一種或混合溶劑；有機(jī)/無機(jī)堿是碳酸鈉、醋酸鈉、三乙胺中的任意一種；PH調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、亞硫酸氫鈉任意一種；反應(yīng)溫度為40~80°C，反應(yīng)時間I~5h。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I中所述的方法，其特征在于，步驟(2)中的溶劑為乙醚，四氫呋喃，水中的任意一種或混合溶劑；PH調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、亞硫酸氫鈉；鹵素為Cl2、Br2,I2中的任意一種；鹵代物為KCl、NaCl、KBr、NaBr、K1、NaI中的任意一種；反應(yīng)溫度為40~100°C，反應(yīng)時間4~12h。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I中所述的方法，其特征在于，步驟(3)中的溶劑為四氫呋喃，環(huán)己烷，液氨、甲苯中的任意一種或混合溶劑；有機(jī)醇為甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇中的任意一種；金屬鈉的使用量與β_紫羅蘭酮異噁唑衍生物的摩爾比為2~7:1 ;過量金屬鈉的淬滅劑為異丙醇、乙醇、叔丁醇、氯化銨、硫酸氫銨、硫酸銨中的任意一種；反應(yīng)溫度為-80°C~(TC，加熱回流時間20~48h。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I中所述的方法，其特征在于，步驟(4)中的有機(jī)溶劑為二甲亞砜、甲醇、乙醇、二甲基甲酰銨中的任意一種；引發(fā)劑為過氧化苯甲酰，過氧化二叔丁基，過硫酸銨中的任意一種；鹵代氧化劑為Cl2、Br2、I2、N-溴代丁二酰亞胺、N-氯代丁二酰亞胺、N-碘代丁二酰亞胺中的任意一種；鹵代氧化劑使用量與二氫大馬酮的摩爾比為I~1.5:1 ;氧化鹵代的反應(yīng)溫度為40~100°C,反應(yīng)時間為I~6h。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I中所述的方法，其特征在于，步驟(4)中的鹵化氫消除反應(yīng)中有機(jī)/無機(jī)堿為碳酸鈉、甲酸鈉、三乙胺、尿素、N, N-二甲基甲酰胺、DBACO、氫氧化鈉、季銨堿中的任意一種；鹵化氫消除步驟的反應(yīng)溫度為100~160°C，反應(yīng)時間為10~24h。
【文檔編號】C07C49/543GK104003860SQ201410256241
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】張鎖江, 程瑩瑩, 徐寶華, 任天鷺 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所