專(zhuān)利名稱(chēng):橡苔主香成分的化學(xué)合成的制作方法
本發(fā)明屬於有機(jī)化學(xué)中的碳環(huán)合成橡苔是生長(zhǎng)在橡樹(shù)上的一種寄生地衣，出產(chǎn)在地中海沿岸國(guó)家。由于需要量日益增加，天然資源已不能滿(mǎn)足需求，所以人們開(kāi)展了橡苔主香成份的化學(xué)合成工作，在西德公開(kāi)專(zhuān)利2，359，233(1974)中報(bào)導(dǎo)了用丙二酸二甲酯做原料，在甲醇鈉的甲醇溶液中縮合得到3，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸甲酯，再用N-溴代己內(nèi)酯胺等試劑使其芳香化，得到橡苔主香成份-3，6-二甲基-β-雷瑣酸甲酯。由於丙二酸二甲酯和N-溴代己內(nèi)酯胺等原料價(jià)格昂貴，用N-溴代己內(nèi)酰胺芳香化，反應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)，所以無(wú)法降低成本。西德公開(kāi)專(zhuān)利2，653，177(1978)用了醋酸酐，濃硫酸等廉價(jià)試劑使3，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸甲酯芳香化，但是操作方法和處理過(guò)程十分繁鎖，消耗了大量的溶劑和試劑。將芳香化產(chǎn)物2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯(化合物Ⅱ)蒸餾純化，產(chǎn)率很低。再用對(duì)甲苯磺酸使化合物Ⅱ水解，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)54小時(shí)，得到棕色產(chǎn)物，需要用活性碳脫色，不僅難除棄有色物質(zhì)，而且產(chǎn)率低，只有百分之六十左右。所以產(chǎn)品成本仍然很高，操作也不方便。
為了尋找一條原料廉價(jià)，操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)流程經(jīng)濟(jì)合理的橡苔主香成份的合成路線(xiàn)，本發(fā)明采用丙二酸二乙酯為原料，在甲醇鈉的甲醇溶液中與2-己烯酮-4縮合環(huán)化和酯交換反應(yīng)獲得化學(xué)結(jié)構(gòu)為
的3，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸甲酯(化合物Ⅰ)。
在上述縮合反應(yīng)體系中，所有的酯類(lèi)化合物同時(shí)進(jìn)行著酯交換反應(yīng)丙二酸二乙酯經(jīng)酯交換生成丙二酸二甲酯，進(jìn)而縮合得到化合物Ⅰ;而丙二酸二乙酯直接與2-己烯酮-4縮合成3，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸乙酯，也經(jīng)酯交換為甲酯化合物(Ⅰ)，所以甲酯化合物(Ⅰ)成為主要產(chǎn)物，占產(chǎn)物95%以上，5%以下的乙酯產(chǎn)物將在以后的反應(yīng)中轉(zhuǎn)換為甲酯(Ⅰ)。
化合物(Ⅰ)在醋酸酐和濃硫酸溶液中進(jìn)行芳香化反應(yīng)，在反應(yīng)結(jié)束后直接加冷鹽水析出固體，得到2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯(Ⅱ)，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
化合物(Ⅱ)。在甲醇鈉的甲醇溶液中，再經(jīng)酯交換和水解反應(yīng)，用鹽酸酸化，得到化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
的產(chǎn)物3，6-二甲基-β-雷瑣酸甲酯(Ⅲ)。第一步縮合反應(yīng)留下的5%以下的乙酯此時(shí)經(jīng)酯交換生成產(chǎn)物(Ⅲ)。
本發(fā)明中的縮合環(huán)化和酯交換反應(yīng)的具體步驟是，丙二酸二乙酯加到甲醇鈉的甲醇溶液中，再加入2-己烯酮-4，丙二酸二乙酯與2-己烯酮-4的克分子比為1∶0.8-1，加熱回流8-10小時(shí)，除棄溶劑，加水，用稀鹽酸酸化，固體析出，過(guò)濾，水洗至中性，干燥得到化合物(Ⅰ)。
本發(fā)明中的芳香化反應(yīng)是使化合物(Ⅰ)在過(guò)量的醋酸酐存在下，在氮?dú)饬髦袛嚢?，加濃硫酸，化合?Ⅰ)與濃硫酸的克分子比為1∶1-2，然后在110℃反應(yīng)1-1.5小時(shí)，冷后在冰水浴中攪拌，逐加冷水或冷鹽水，此時(shí)未反應(yīng)的醋酐水解，同時(shí)有大量固體析出，過(guò)濾，水洗凈，干燥得到2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯(Ⅱ)。如果在芳香化反應(yīng)中再加入冰醋酸作為溶劑更有利于反應(yīng)。
將化合物(Ⅱ)置于適量甲醇鈉的甲醇溶液中，回流1到2小時(shí)進(jìn)行水解和酯交換。蒸去甲醇，加水溶解，稀鹽酸酸化，過(guò)濾，水洗，干燥得到產(chǎn)物(Ⅲ)。
H1NMR，IR，MS譜均證實(shí)產(chǎn)物為3，6-二甲基-β-雷瑣酸甲酯，評(píng)香結(jié)果認(rèn)為香氣純正。
同樣，能用本發(fā)明的上述方法使丙二酸二乙酯與2-己烯酮-4在丙醇鈉的丙醇溶液中縮合和酯交換，合成3，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸丙酯。上述芳香化反應(yīng)后的冷鹽析處理方法也能用于合成2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸乙酯和丙酯。進(jìn)而在相應(yīng)醇鈉的相應(yīng)醇溶液中進(jìn)行酯交換和水解反應(yīng)，合成3，6-二甲基-β-雷瑣酸乙酯或丙酯。
采用本發(fā)明，具有如下優(yōu)點(diǎn)(一)用廉價(jià)的丙二酸二乙酯做原料，代替單價(jià)比乙酯高十來(lái)倍的丙二酸二甲酯合成該香料，還將酯交換反應(yīng)和縮合反應(yīng)合并在同一體系中進(jìn)行，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，使產(chǎn)物的成本大大降低。
(二)使3，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸甲酯芳香化時(shí)，采用冷凍鹽析法，簡(jiǎn)便有效地將產(chǎn)物分離純化，并節(jié)省了溶劑和試劑。
(三)采用溫和的反應(yīng)條件，使2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯(Ⅱ)在甲醇鈉的甲醇溶液中回流，得到的產(chǎn)品顏色淺，產(chǎn)率高，重結(jié)晶得到白色結(jié)晶(其他現(xiàn)有方法得到的產(chǎn)物顏色深，用活性碳等脫色劑很難除棄有色物)。而且反應(yīng)時(shí)間短，1至2小時(shí)反應(yīng)就能結(jié)束。
(四)第一和第三步反應(yīng)用甲醇做溶劑，產(chǎn)物也用甲醇重結(jié)晶，溶劑單純，便於回收和重復(fù)使用。
實(shí)例13，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸甲酯(Ⅰ)在1000毫升三頸瓶上裝上攪拌裝置，滴液漏斗，冷凝管和氯化鈣干燥管。
在反應(yīng)瓶中加50克甲醇鈉的400毫升無(wú)水甲醇溶液，攪拌，加122克(0.76克分子)丙二酸二乙酯，加完后，再加69克(0.7克分子)2-己烯酮-4，加熱回流10小時(shí)，蒸棄甲醇，加200毫升水，攪拌，用稀鹽酸酸化，固體析出，過(guò)濾，水洗中性，干燥得121克產(chǎn)物，熔點(diǎn)151-152℃，產(chǎn)率88%。
實(shí)例23，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸甲酯在1000毫升三頸瓶中加54克(1克分子)甲醇鈉的450毫升無(wú)水甲醇溶液，攪拌，加入160克(1克分子)丙二酸二乙酯，再加93克(0.95克分子)2-己烯酮-4，加熱回流10小時(shí)。蒸棄甲醇，加250克毫升水，用稀鹽酸酸化，固體析出，過(guò)濾，水洗中性，干燥得159克產(chǎn)物，產(chǎn)率84%。熔點(diǎn)151-152℃。
實(shí)例32，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯(Ⅱ)在1000毫升三頸瓶上裝攪拌裝置，溫度計(jì)，在叉型管上裝滴液漏斗和冷凝管以及通氣口。
在反應(yīng)瓶中放59.4克(0.3克分子)3，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸甲酯(Ⅰ)，加入210毫升醋酸酐和120毫升醋酸，在氮?dú)猸h(huán)境下攪拌，從滴液漏斗中滴加含量95-98%的濃硫酸48克(0.48克分子)，滴完后升溫半小時(shí)，110℃回流15小時(shí)，冷后在冰水浴中攪拌，逐加300毫升冷鹽水，析出固體，抽濾，水洗凈，干燥得到63.7克2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯，熔點(diǎn)84℃。
實(shí)例42，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯(Ⅱ)在1000毫升四頸瓶上裝配上“實(shí)例3”的裝置，瓶中放入59.4克(0.3克分子)化合物(Ⅰ)，加入200毫升醋酸酐，在氮?dú)饬飨聰嚢?，滴?5-98%的濃硫酸48克(0.048克分子)，90℃保持一小時(shí)，再升溫到110℃，攪拌一小時(shí)，冷卻，冰水冷卻下滴加200毫升水，激烈攪拌，結(jié)晶析出，過(guò)濾，水洗凈得白色固體，烘干得58克產(chǎn)物(Ⅱ)，產(chǎn)率69%。
實(shí)例53，6-二甲基-β-雷瑣酸甲酯(Ⅲ)
在1000毫升反應(yīng)瓶上裝回流冷凝管和氮化鈣干燥管。瓶中加入22克(0.40克分子)甲醇鈉的500毫升甲醇溶液，再加112克(0.4克分子)2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯，回流一小時(shí)半，蒸除甲醇，加300毫升水，冰水浴冷卻下用稀鹽酸酸化，固體析出，過(guò)濾，干燥得粉狀固體，熔點(diǎn)144℃，甲醇和水重結(jié)晶得白色結(jié)晶75克，化合物(Ⅲ)，熔點(diǎn)144.5克，產(chǎn)率96%。
實(shí)例63，6-二甲基-β-雷瑣酸甲酯在2000毫升反應(yīng)瓶中加入54克(1克分子)甲醇鈉的800毫升甲醇溶液，再加140克(0.50克分子)化合物(Ⅱ)，回流一小時(shí)，蒸去甲醇，加400毫升水，冰水浴中冷卻下用稀鹽酸酸化，過(guò)濾，水洗，干燥得到產(chǎn)物，熔點(diǎn)143℃，甲醇和水重結(jié)晶，得到白色結(jié)晶92克，熔點(diǎn)144.4℃，產(chǎn)率94%。
實(shí)例7.3，6-二甲基-β-雷瑣酸乙酯在1000毫升四頸瓶上裝“實(shí)例3”的裝置，瓶中放入106克(0.5克分子)3，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸乙酯，330毫升醋酐，200毫升醋酸，在氮?dú)饬髦袛嚢瑁渭?0克(0.8克分子)濃硫酸，加完后升溫90℃反應(yīng)一小時(shí)，再升到110℃反應(yīng)一小時(shí)，冷后，在冰水冷卻下加330毫升冷食鹽水，析出固體，過(guò)濾，水洗凈，烘干得108克(0.37克分子)2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸乙酯。產(chǎn)率74%，將其放入1000毫升反應(yīng)瓶中，加入25克(0.37克分子)乙醇鈉的500毫升乙醇溶液，回流1.5小時(shí)，蒸去乙醇，加300毫升水，在冰水浴中用稀鹽酸酸化，過(guò)濾，水洗，干燥得固體粉沫，用乙醇重結(jié)晶得白色結(jié)晶體74克，熔點(diǎn)127-128℃產(chǎn)率95%
權(quán)利要求
1.一種橡苔主香成份3，6-二甲基-β-雷瑣酸甲酯的化學(xué)合成方法，其特征在于用丙二酸二乙酯做原料，在甲醇鈉的甲醇溶液中與2-己烯酮-4縮合成環(huán)，生成化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
的3，6-二甲基-二氫-β-雷瑣酸甲酯(Ⅰ)?；衔?Ⅰ)在醋酸酐和濃硫酸中進(jìn)行芳香化反應(yīng)后，直接加冷水或冷鹽水析出固體，得到2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯(Ⅱ)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
化合物(Ⅱ)在甲醇鈉的甲醇溶液中回流，經(jīng)稀鹽酸酸化得到產(chǎn)物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
的3，6-二甲基-β-雷瑣酸甲酯(Ⅲ)。
2.按權(quán)項(xiàng)1所述的化學(xué)合成方法中，其特征在于縮合反應(yīng)中丙二酸二乙酯與2-己烯酮-4的克分子比為1∶0.8-1。
3.按權(quán)項(xiàng)1所述的化學(xué)合成方法其特征在于化合物(Ⅱ)在甲醇鈉的甲醇溶液中進(jìn)行水解和酯交換反應(yīng)，合成化合物(Ⅲ)。
4.按權(quán)項(xiàng)3所述，其特征在於化合物(Ⅱ)與甲醇鈉的克分子比為1∶1-2。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)中的碳環(huán)合成，以丙二酸二乙酯為原料，在甲醇鈉的甲醇溶液中與2-已烯酮-4-縮合成環(huán)，同時(shí)發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成3，6-二甲基-二氫-β-雷鎖酸甲酯(1)，(I)在醋酸酐和濃硫酸中進(jìn)行芳香化反應(yīng)后，直接加鹽水析出固體，得到2，4-二乙酰氧基-3，6-二甲基-苯甲酸甲酯(II)，(II)在甲醇鈉的甲醇溶液中經(jīng)水解和酯交換制得橡苔主香成分3，6-二甲基-β-雷鎖酸甲酯。
文檔編號(hào)C07C67/00GK86100869SQ86100869
公開(kāi)日1987年7月22日 申請(qǐng)日期1986年1月10日
發(fā)明者吳國(guó)生, 馬云飛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan