一種δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的合成方法，該合成方法即首先以戊二酰亞胺與1-氯-4-庚烯鎂為原料，溴化銅或碘化銅為催化劑，四氫呋喃為溶劑，使戊二酰亞胺與1-氯-4-庚烯鎂進行格氏反應(yīng)獲得中間體5-氧代-9-十二烯酸酰胺；然后控制溫度為10℃，用硼氫化鉀將所得的中間體5-氧代-9-十二烯酸酰胺還原為5-羥基-9-十二烯酸酰胺，最后控制溫度為70-80℃，在堿性條件下將5-羥基-9-十二烯酸酰胺進行成環(huán)反應(yīng)最終得到δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯。本發(fā)明的δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的合成方法，原料易得、產(chǎn)品純度高、產(chǎn)物δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的收率達57.5%。
【專利說明】-種δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種S -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成方法。

【背景技術(shù)】
[0002] δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯是一種食品香料，具有天然的奶香、果香，可作為高級的 果香、奶香原料用于各種食品配方、化妝品、香水，可與現(xiàn)有的配方組合應(yīng)用?？梢宰鳛檎{(diào) 配奶香香精的主要香料用于各種食品中，如：黃油牛奶，奶酪，糖果，奶油，沙拉醬，牛奶巧克 力，飲料，乳酸菌飲料，冰淇淋或冰糕，食用油脂等，也可作為主香香料用于冰凍甜點，糕點， 面包。同時，還可用于低酒精水平的飲料中。作為日化香料可用于化妝品，香水，洗發(fā)水，洗 滌劑，空氣清新劑，浴鹽等。
[0003] 從文獻上看，合成δ -內(nèi)酯的工藝路線主要有兩種。
[0004] 一是首先制備出α -戊基環(huán)戊酮，然后再通過Baeyer-villiger反應(yīng)擴環(huán)得到 S -內(nèi)酯，比較具有代表性的方法是以正戊醛和環(huán)戊酮為起始原料，經(jīng)縮合、脫水、還原、氧 化擴環(huán)等反應(yīng)合成δ -內(nèi)酯。該方法的主要缺點是α -戊基環(huán)戊酮在進行Baeyer-Villiger 氧化擴環(huán)反應(yīng)時有反向插入反應(yīng)生成副產(chǎn)物，副產(chǎn)物是內(nèi)酯的異構(gòu)體，很難除去，反應(yīng) 條件苛刻，產(chǎn)品純度很難提高，產(chǎn)品純度經(jīng)常小于98%。而且合成產(chǎn)物時涉及到的加氫、氧化 等單元反應(yīng)對不飽和烯烴有影響，很難用以合成不飽和δ -內(nèi)酯。
[0005] 第二種方法是先制備相應(yīng)的δ-羥基酸，然后在脫水環(huán)化為δ-內(nèi)酯。如脂肪醇 與乙烯基乙酸乙酯縮合生成δ-羥基酸，再脫水環(huán)化制備為δ-內(nèi)酯，該方法只適用于飽和 的脂肪醇反應(yīng)，不能制備不飽和S -內(nèi)酯；或以間苯二酚為原料制備5-羥基癸酸，然后再脫 水環(huán)化成丁位癸內(nèi)酯，該方法的優(yōu)點是沒有異構(gòu)體生成、產(chǎn)物純度高，缺點是間苯二酚原料 來源不便、價格髙、反應(yīng)步驟繁瑣、收率低，僅為42%，成本太髙，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的為了解決上述的原料來源不便，而且得率也不高等的技術(shù)問題而提 供一種S -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成方法，該合成方法具有原料來源廣泛，合成工藝簡 便、最終產(chǎn)品得率高、純度高等優(yōu)點，解決了傳統(tǒng)合成方法存在的問題和不足之處，便于工 業(yè)化生產(chǎn)。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案 一種δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成方法，其合成反應(yīng)過程示意圖如圖1所示，包括 三步反應(yīng)，即： 首先，以戊二酰亞胺與1-氯-4-庚烯鎂為原料，溴化銅或碘化銅為催化劑，四氫呋喃 為溶劑，在回流狀態(tài)下使戊二酰亞胺與1-氯-4-庚烯鎂進行格氏反應(yīng)獲得中間體5-氧 代-9-十二烯酸酰胺； 然后，控制溫度為l〇°C，用硼氫化鉀將所得的中間體5-氧代-9-十二烯酸酰胺還原為 5-羥基-9-十二烯酸酰胺； 最后，控制溫度為70-80°C，在堿性條件下將5-羥基-9-十二烯酸酰胺進行成環(huán)反應(yīng)最 終得到δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯。
[0008] 上述的δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成方法，具體包括如下步驟： (1) 、5_氧代-9-十二烯酸酰胺中間產(chǎn)物的合成 首先在反應(yīng)器中先加入戊二酰亞胺、催化劑溴化銅或碘化銅和四氫呋喃，得到混合 液； 再將5mol/L的1-氯-4-庚烯鎂的四氫呋喃溶液在lh內(nèi)滴入到上述所得的混合液中， 滴加完畢后，升溫至回流狀態(tài)下進行格氏反應(yīng)4h，得到反應(yīng)液； 上述所得的反應(yīng)液用1N鹽酸調(diào)pH=2,然后進行過濾，所得的濾液用氯仿萃取，所得的 氯仿層依次用質(zhì)量百分比濃度為10%的亞硫酸氫鈉水溶液、飽和食鹽水進行洗滌后用無水 硫酸鈉干燥，干燥后蒸餾回收四氫呋喃、氯仿，蒸餾后的剩余物即為5-氧代-9-十二烯酸酰 胺； 上述的格氏反應(yīng)中所用的戊二酰亞胺、1-氯-4-庚烯鎂、催化劑溴化銅或碘化銅和四 氫呋喃的量，按摩爾比計算，即戊二酰亞胺：1-氯-4-庚烯鎂：催化劑溴化銅或碘化銅：四 氫呋喃為1 :1 :0.05 :10 ; (2) 、中間產(chǎn)物5-羥基-9-十二烯酸酰胺的合成 將步驟（1)所得的5-氧代-9-十二烯酸酰胺與乙醇一起加入到反應(yīng)器中混合后冷至 10°C，40min內(nèi)加入硼氫化鉀，加完后控制溫度為10°C繼續(xù)攪拌進行還原反應(yīng)2h，所得的 反應(yīng)液蒸餾回收乙醇后，即得中間體5-羥基-9-十二烯酸酰胺； 上述還原反應(yīng)中所用的5-氧代-9-十二烯酸酰胺、乙醇和硼氫化鉀的量，按摩爾比計 算，即5-氧代-9-十二烯酸酰胺：乙醇：硼氫化鉀為1:10:0. 6 ; (3) 、δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成 將步驟（2)所得的中間體5-羥基-9-十二烯酸酰胺與質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧 化鈉水溶液混合后升溫至70-80°C進行成環(huán)反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后所得的反應(yīng)液冷卻至室 溫，用乙酸乙酯萃取，所得的有機相用水、飽和食鹽水洗滌后用無水硫酸鈉干燥，干燥后蒸 餾回收乙酸乙酯溶劑，蒸餾后的剩余物進行減壓蒸餾，收集107-109°C /266Pa的餾分即得 δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯； 上述反應(yīng)中所用的5-羥基-9-十二烯酸酰胺與質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鈉水 溶液的量，按摩爾比計算，即5-羥基-9-十二烯酸酰胺：氫氧化鈉為1: 4。
[0009] 上述所得的δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯，由于其具有強的奶香、果香，因此可作為高 級果香、奶香香料應(yīng)用于食品和日化香精。
[0010] 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的一種S -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成方法，由原料戊二酰亞胺出發(fā)經(jīng)格氏反 應(yīng)、還原、與成環(huán)三步反應(yīng)即得目標產(chǎn)物，因此該制備方法具有工藝簡便、易于操作的特點。
[0011] 進一步，本發(fā)明的一種S-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的合成方法，由于以戊二酰亞胺、 1-氯-4-庚烯鎂為原料，其來源廣泛，價格低廉，因此具有生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)的 特點。
[0012] 進一步，本發(fā)明的一種δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成方法，以戊二酰亞胺計算， 最終所得的S-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯收率為57.5%，純度為99. 4%，因此，本發(fā)明的δ-4-庚 烯基-s -戊內(nèi)酯的合成方法具有產(chǎn)品收率高、純度高的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1、δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯合成方法的反應(yīng)過程示意圖。

【具體實施方式】
[0014] 下面通過具體實施例對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0015] 本發(fā)明的各實施例中所用的各種原料，無特殊說明的均為市售。
[0016] 實施例1 一種δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成方法，具體包括如下步驟： (1) 、5-氧代-9-十二烯酸酰胺中間產(chǎn)物的合成 在反應(yīng)器中，加入戊二酰亞胺113g(l. Omol)、溴化銅llg(0. 05mol)和600ml (7. 5mol) 四氫呋喃得到混合液； 攪拌下將1-氯-4-庚烯鎂157g (1. Omol)和200ml (2. 5mol)四氫呋喃組成的溶液在 lh內(nèi)滴加到上述所得的混合液中，滴加完畢后，升溫控制回流狀態(tài)下進行格氏反應(yīng)4h，得 到反應(yīng)液； 上述的格氏反應(yīng)中所用的戊二酰亞胺、1-氯-4-庚烯鎂、催化劑溴化銅和溶劑四氫呋 喃按摩爾比計算，即戊二酰亞胺：1_氯-4-庚烯鎂：催化劑溴化銅或碘化銅：四氫呋喃為1 : 1 ：0. 05 ：10 ； 上述所得的反應(yīng)液用1N鹽酸調(diào)pH=2,然后進行過濾，所得的濾液用氯仿萃取，氯仿層 依次用質(zhì)量百分比濃度為10%的亞硫酸氫鈉水溶液、飽和食鹽水洗滌后用無水硫酸鈉干 燥，干燥后蒸餾回收四氫呋喃、氯仿，得168g中間體產(chǎn)物，純度98. 0% (氣相色譜），其相對 于戊二酰亞胺的得率為78% ; 分別采用德國Brucker AM400型核磁共振儀和美國Agilent 7890B/5977A GC-MS儀器 對上述所得的中間體產(chǎn)物進行核磁和質(zhì)譜檢測，結(jié)果如下： ^-NMR: δ =1. 088 (3Η, t, J=7. 481), 1. 676 (2H, q, J=7. 367), 1. 766 (2H, q, J=7. 367), L 979(2H,m), 2. 084(2H,m), 2. 258(2H, t, J=7. 367), 2. 411 (2H, t, J=7. 367), 2. 425 (2H, t, J=7. 367), 5. 290 (1H, m), 5. 368 (1H, m), 7. 06 (2H, s)； MS m/z: 211 ； 從上述的檢測結(jié)果表明，上述的步驟（1)所得中間體產(chǎn)物即為5-氧代-9-十二烯酸酰 胺； (2) 、中間產(chǎn)物5-羥基-9-十二烯酸酰胺的合成 將步驟（1)所得的5-氧代-9-十二烯酸酰胺168g (0· 78mol)、450ml (7. 8mol)乙醇加 入到反應(yīng)器中攪拌，所得的混合液冷至l〇°C，在40min內(nèi)加入26g (0. 48mol)硼氫化鉀，力口 完后控制溫度為l〇°C，繼續(xù)攪拌進行還原反應(yīng)2h，所得的反應(yīng)液蒸餾回收乙醇后，得170g 剩余物，其純度為97. 1% (氣相色譜)，其相對于5-氧代-9-十二烯酸酰胺的得率為99. 2% ; 上述還原反應(yīng)中所用的5-氧代-9-十二烯酸酰胺、乙醇和硼氫化鉀的量，按摩爾比計 算，即5-氧代-9-十二烯酸酰胺：乙醇：硼氫化鉀為1:10:0. 62 ; 分別采用德國Brucker Vertex70型傅里葉變換紅外光譜儀和美國Agilent 7890B/5977A GC-MS儀器對上述所得的中間體產(chǎn)物進行紅外和質(zhì)譜檢測，結(jié)果如下： IR cm-1:3634, 3345,1675,1411 MS m/z: 213 上述的檢測結(jié)果表明，中間體5-氧代-9-十二烯酸酰胺中的羰基已還原為羥基，質(zhì)譜 得到的分子量也符合，因此上述蒸餾所得的剩余物即為5-羥基-9-十二烯酸酰胺； (3)、δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的合成 將步驟（2 )所得的5-羥基-9-十二烯酸酰胺加入到質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鈉 (3. lmol、124g)水溶液中，攪拌升溫至70-80°C進行成環(huán)反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后所得的反應(yīng)液 冷卻至室溫，用乙酸乙酯萃取，所得的有機相依次用水、飽和食鹽水洗滌后用無水硫酸鈉干 燥，干燥后蒸餾回收乙酸乙酯溶劑，蒸餾后的剩余物進行減壓蒸餾，收集107_109°C /266Pa 的餾分即得113g產(chǎn)品，其純度99. 4%(氣相色譜)，以戊二酰亞胺計，該產(chǎn)品總得率為57. 5%。
[0017] 分別采用分別采用德國Brucker AM400型核磁共振儀和美國Agilent 7890B/5977A GC-MS儀器對上述收集到的107-109°C /266Pa的餾分進行核磁和質(zhì)譜檢測， 結(jié)果如下： ^-NMR: 5=1.08 (3H, t, J = 7. 6), 1. 509 (2H, q J = 7. 43) , 1.521 ( 2H, m), 1.683-1.807 (2H, m), 1.73- 1.79 (2H, m), 1.964 (2H, t J=7.98) ,2.084 (2H, q J=7. 6), 2. 35-2. 42 (2H, m), 4.63 (1H, q J=6. 40), 5. 29 (1H, m), 5. 41 (1H, dt, J=7. 98)； MS m/z: 41, 68, 82, 109, 152, 196 ； 從上述的檢測結(jié)果表明，上述的步驟（3)收集107-109°C /266Pa的餾分所得的產(chǎn)品即 為δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯。
[0018] 上述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等 效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成方法，其特征在于步驟如下： 首先，以戊二酰亞胺與1-氯-4-庚烯鎂為原料，溴化銅或碘化銅為催化劑，四氫呋 喃為溶劑，回流狀態(tài)下使戊二酰亞胺與1-氯-4-庚烯鎂進行格氏反應(yīng)獲得中間體5-氧 代-9-十二烯酸酰胺； 然后，控制溫度為l〇°C，用硼氫化鉀將所得的中間體5-氧代-9-十二烯酸酰胺還原為 5-羥基-9-十二烯酸酰胺； 最后，控制溫度為70-80°C，在堿性條件下將5-羥基-9-十二烯酸酰胺進行成環(huán)反應(yīng)最 終得到δ -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的合成方法，其特征在于所述的 格氏反應(yīng)獲得中間體5-氧代-9-十二烯酸酰胺，具體包括步驟如下 ： 首先，在反應(yīng)器中先加入戊二酰亞胺、催化劑溴化銅或碘化銅和四氫呋喃，得到混合 液； 然后，將5mol/L的1-氯-4-庚烯鎂的四氫呋喃溶液在lh內(nèi)滴入到上述所得的混合液 中，滴加完畢后，升溫至回流狀態(tài)進行格氏反應(yīng)4h，得到反應(yīng)液； 上述的格氏反應(yīng)中所用的戊二酰亞胺、1-氯-4-庚烯鎂、催化劑溴化銅或碘化銅和四 氫呋喃的量，按摩爾比計算，即戊二酰亞胺：1-氯-4-庚烯鎂：催化劑溴化銅或碘化銅：四 氫呋喃為1 :1 :0.05 :10 ; 最后，將所得的反應(yīng)液用1N鹽酸調(diào)pH=2,過濾，所得的濾液用氯仿萃取，氯仿層依次用 質(zhì)量百分比濃度為10%的亞硫酸氫鈉水溶液、飽和食鹽水進行洗滌后用無水硫酸鈉干燥， 干燥后蒸餾回收四氫呋喃、氯仿，蒸餾后的剩余物即為5-氧代-9-十二烯酸酰胺。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的合成方法，其特征在于所述的 中間產(chǎn)物5-羥基-9-十二烯酸酰胺的合成步驟如下： 將5-氧代-9-十二烯酸酰胺與乙醇一起加入到反應(yīng)器中混合后冷至10°C，40min內(nèi)加 入硼氫化鉀，加完后控制溫度為l〇°C繼續(xù)攪拌進行還原反應(yīng)2h，所得的反應(yīng)液蒸餾回收乙 醇后，即得中間體5-羥基-9-十二烯酸酰胺； 上述還原反應(yīng)中所用的5-氧代-9-十二烯酸酰胺、乙醇和硼氫化鉀的量，按摩爾比計 算，即5-氧代-9-十二烯酸酰胺：乙醇：硼氫化鉀為1:10:0.6。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種δ-4-庚烯基-δ-戊內(nèi)酯的合成方法，其特征在于所述的 S -4-庚烯基-δ -戊內(nèi)酯的合成步驟如下： 將中間體5-羥基-9-十二烯酸酰胺與質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鈉水溶液混合 后升溫至70-80°C進行成環(huán)反應(yīng)6h，所得的反應(yīng)液冷卻至室溫，用乙酸乙酯萃取，所得的有 機相依次用水、飽和食鹽水洗滌后用無水硫酸鈉干燥，干燥后蒸餾回收乙酸乙酯溶劑，蒸餾 后的剩余物進行減壓蒸餾，收集107-1091：/266? &的餾分即得6-4-庚烯基-6-戊內(nèi)酯； 上述反應(yīng)中所用的5-羥基-9-十二烯酸酰胺與質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鈉水 溶液的量，按摩爾比計算，即5-羥基-9-十二烯酸酰胺：氫氧化鈉為1: 4。
【文檔編號】C07D309/30GK104086518SQ201410348007
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】戴暉, 陸歡 申請人:上海香料研究所