(e,e)-法尼基丙酮的制備方法
【專利說(shuō)明】(E, E)-法尼基兩酮的制備方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年07月22日，申請(qǐng)?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(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[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(yíng)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?，在5mm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(wú)水1(20)3的存在下在150-160°C下加熱10小時(shí)。添加額外的1(20)3后，將混合物在該溫度下再加熱10小時(shí)，除水、除醇、除酮。通過(guò)分級(jí)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(duì)橙花叔醇進(jìn)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(jìn)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(guò)3步實(shí)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(duì)該醇進(jìn)行處理；或者(3)用雙烯酮對(duì)該醇進(jìn)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(diǎn)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(kāi)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(gè)隊(duì)大氣壓)、125°C下在酸性條件下(磷酸或?qū)妆交撬?處理16小時(shí)。
[0007]J.Zhang 等人(Huaxue Shijie 45，86-88 (2004) ；Chem.Abstr.146:296095(2006))由里哪醇通過(guò)Carroll重排、Grignard反應(yīng)和催化氫化合成了產(chǎn)率高達(dá)50.9?%的法尼基丙酮?？紤]到存在廢物和產(chǎn)率低，這個(gè)方法相對(duì)浪費(fèi)、不太經(jīng)濟(jì)
[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(xiàn)中沒(méi)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(kāi)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(duì)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(jì)、高產(chǎn)率以及能實(shí)現(xiàn)至少若干t/a工業(yè)規(guī)模的方法。
[0009]這已經(jīng)通過(guò)如下實(shí)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(jìn)行反應(yīng)，然后通過(guò)分級(jí)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(jìn)行反應(yīng)，然后通過(guò)分級(jí)蒸餾將其分離出來(lái)。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(gòu)產(chǎn)品。E-橙花叔醇還可由商購(gòu)E/Z-橙花叔醇通過(guò)分級(jí)蒸餾得到。
[0012]酸性催化劑優(yōu)選為磷酸，其用量相對(duì)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(dāng)有機(jī)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(duì)甲苯磺酸、甲磺酸、三氯乙酸或草酸的強(qiáng)有機(jī)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(shí)施8-20小時(shí)，優(yōu)選在120_180°C下，更優(yōu)選在140-160°C下實(shí)施約16小時(shí)總反應(yīng)時(shí)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(shí)施，如果需要可以在惰性氣氛(諸如氮?dú)?下實(shí)施。此外，該反應(yīng)采用過(guò)量的IPM實(shí)施，其摩爾量相對(duì)于橙花叔醇的摩爾量為2.5-5.0: 1，優(yōu)選大于3.8: 1。可以照常取樣并通過(guò)氣相色譜對(duì)其進(jìn)行分析來(lái)確定反應(yīng)終點(diǎn)。
[0015]通過(guò)在減壓下、優(yōu)選在小于0.lmbar下、更優(yōu)選在0.03-0.02mbar下進(jìn)行分級(jí)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(jí)分。有利地，通過(guò)添加堿性有機(jī)或無(wú)機(jī)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(diǎn)組分除去。
[0016]發(fā)現(xiàn)磷酸催化的E/E-橙花叔醇的C3-延長(zhǎng)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(diǎn)物和高沸點(diǎn)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(guò)氣相色譜分離)；Z/Z-FA:17%o相應(yīng)地，E-橙花叔醇的C3-延長(zhǎng)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(diǎn)物和高沸點(diǎn)物)后全部異構(gòu)體的產(chǎn)率為86-88%。
[0017]通過(guò)以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地闡述。
[0018]實(shí)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(dāng)量)。攪拌(500rpm)下，將混合物在2小時(shí)內(nèi)加熱至160。。。16小時(shí)總反應(yīng)時(shí)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(guò)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(diǎn)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(jìn)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(duì)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(guò)蒸餾從(5Z/9E)-法尼基丙酮中分離出來(lái)。通過(guò)1Η和13C-NMR譜表征產(chǎn)物。純度通過(guò)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(shí)施例2
[0023]以與實(shí)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(dāng)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(diǎn)物和高沸點(diǎn)物后的主餾分和前餾分的總量)，選擇性為0.87。
[0024]實(shí)施例3
[0025]以與實(shí)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(dāng)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(diǎn)物和高沸點(diǎn)物后的主餾分和前餾分的總量)，選擇性為0.86。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(jìn)行反應(yīng)；并且通過(guò)分級(jí)蒸餾進(jìn)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(xiàng)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(xiàng)所述的方法，其中，純E/E-法尼基丙酮通過(guò)在小于0.lmbar的絕對(duì)壓力下分級(jí)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(xiàng)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(xiàng)所述方法制備的E/E-法尼基丙酮。8.通過(guò)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法得到的或可通過(guò)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法得到的E/E-法尼基丙酮。9.通過(guò)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法得到的或可通過(guò)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)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(guò)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法得到的或可通過(guò)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)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(jìn)行反應(yīng)；并且通過(guò)分級(jí)蒸餾進(jìn)行分離。
【IPC分類】C07C45/51, A23L27/20, C07C49/203
【公開(kāi)號(hào)】CN105384615
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510679497
【發(fā)明人】沃納爾·邦拉蒂, 沃夫·庫(kù)恩滋
【申請(qǐng)人】帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2008年7月22日
【公告號(hào)】CN101778810A, EP2188240A1, EP2188240B1, US8217203, US20100204520, WO2009019132A1