專利名稱：二氫茉莉酮酸甲酯的制備方法
技術領域：
本發明屬于有機合成技術領域，涉及一種二氫茉莉酮酸甲酯的合成方法， 尤其涉及一種應用有機鋅試劑合成二氫茉莉酮酸甲酯的方法。二氫茉莉酮酸甲酯是最新合成的類茉莉酮類化合物，是現代香料工業中十 分重要的一種香料。二氫茉莉酮酸甲酯為無色至淡黃色液體，具有濃郁的茉莉 香氣，又帶有清新蘭惠雅香，揮發緩慢平緩，留香持久。其結構式如下二氫茉莉酮酸甲酯不溶于水，但能溶于乙醇等有機溶劑中。它可以不經制 配直接作為香料，用來調配人造茉莉油；在香型香精中還可以作為食品香精的 增效劑；此香料不僅香氣清新幽雅，而且用于調香不會引起變色，作為茉莉系 列的主香劑，在香精配方中的用量高達20%，可以用于其它花香型香精的協調 劑。由于二氫茉莉酮酸甲酯不存在于天然香料中，因此通過化學合成來獲得是 一個重要的途徑。目前合成二氫茉莉酮酸甲酯，主要采用(1)先合成中間體 2-戊基環戊烯酮，再與丙二酸二甲酯縮合、脫羧而得；(2)先合成6-羰基-十 二-2-烯酸甲酯，再閉環而得；(3)先合成2-戊基-l,3-環戊二酮，再與丙二酸 等反應制得。這些方法原料不易制得，制作工藝復雜，合成路線長。因此尋找 簡捷地、有效地合成二氫茉莉酮酸甲酯的方法具有一定的意義。本發明的目的是克服現有技術中存在的缺陷與不足之處，提供一種原料簡 單易得，反應路線短，反應時間短，反應產物單一的合成二氫茉莉酮酸甲酯的 方法。本發明合成二氫茉莉酮酸甲酯的方法，是以2-戊基環戊烯酮為原料，與烯背景技術發明內容丙基溴化鋅試劑進行1,4-Michael加成，生成2-戊基3-烯丙基環戊酮；再將2-戊基-3-烯丙基環戊酮在水合三氯化釕催化下、高碘酸鈉氧化合成二氫茉莉酮 酸，然后將二氫茉莉酮酸進行酯化，得到二氫茉莉酮酸甲酯。其具體合成工藝 如下(1) 2-戊基-3-烯丙基環戊酮的制備以四氫呋喃為溶劑，將烯丙基溴化鋅試劑與2-戊基環戊烯酮、催化劑、路 易斯酸、三乙胺或三苯基磷以(1:0.25:0.0125:0.5:0.125) (1:0.5:0.01:1:0.25) 的摩爾比加入到反應器中，在氮氣保護下，于0 -15"C下反應6~8小時，用 O.lmol/L~0.5mol/L的鹽酸洗滌，乙醚萃取，干燥，分離得2-戊基-3-烯丙基環 戊酮。本發明采用的催化劑為乙酰丙酮鎳、三苯基磷氯化鈀、三苯基磷氯化鎳、 三苯基磷氯化鈷、氯化鈀或氯化鎳；路易斯酸為三甲基氯硅烷、四氯化鈦、三 氯化鐵或三氯化鋁。(2) 二氫茉莉酮酸的制備 將2-戊基-3-烯丙基環戊酮與高碘酸鈉、水合三氯化釕以(1: 5.5: 0.02) ~(1:10.5:0.05)的摩爾比溶于乙腈和水的混合液中，在室溫下反應5 7小時； 加入乙酸乙酯攪拌，過濾，先用0.1mol/L 0.5mol/L的鹽酸洗滌，然后用飽和 的硫代硫酸鈉溶液洗滌，柱層析，得化合物二氫茉莉酮酸。 上述乙腈和水的混合液中乙腈和水的體積比為1:1 1:3。(3) 二氫茉莉酮酸甲酯的制備在0~-15。C下，將二氫茉莉酮酸甲酯與二氯亞砜以1: 1.2~1丄5的摩爾比 溶于無水甲醇中，在室溫下攪拌3 5小時，蒸干溶劑，即得目標產物二氫茉莉 酮酸甲酯。本發明采用的烯丙基溴化鋅試劑可由市場上購買得到，也可以通過下述方 法制備而得以四氫呋喃為溶劑，將烯丙基溴化鋅試劑以1:1.1 ~ 1:1.2的摩爾 比加入到反應器中，再加入鋅粉質量1%~5%的鋅粉活化劑，在惰性氣體保護 下反應1 2小時即得目標產物烯丙基溴化鋅試劑。本發明制備的二氫茉莉酮酸甲酯通過紅外光譜圖(IR)、氫核磁共振波譜 圖。HNMR)、碳核磁共振波譜圖(13CNMR)檢測，其圖譜數據與文獻報道 的相符，說明二氫茉莉酮酸甲酯成功合成。本發明與現有技術相比具有以下優點1、本發明合成二氫茉莉酮酸甲酯的方法，是應用烯丙基溴化鋅試劑與2-4戊基環戊烯酮進行l， 4-Michad加成，再經水合三氯化釕催化、高碘酸鈉氧化合成二氫茉莉酮酸，然后再將其酯化合成二氫茉莉酮酸甲酯，大大縮短了合成路線，縮短了整個合成周期，同時有效降低了合成成本。
2、 本發明的合成方法原料廉價易得，成本低，反應條件溫和，操作簡單，易于工業化生產。
3、 產率高，總收率可達65% 85%。
具體實施例方式
下面通過具體實施對本發明做進一步的說明。
步驟一2-戊基環戊烯酮的制備
2-戊基環戊烯酮可以從市場上購買，也可以通過以下工藝制備而得
將NaOH (0.83g)， H20 (75ml)加入三口瓶，用水浴加熱到25。C，從滴液漏斗滴加環戊酮G8g),滴加時保持反應溫度不超過32°C，加完后再滴加正戊醛(22 g)，保持反應液溫度不超過32。C。加完后在28。C反應lh，加入乙酸(1.5 g)攪拌2min，分出有機層，用飽和食鹽水洗一次。
加入NaHS04溶液，在室溫下攪拌20min，加入少量正丁醇。分出有機層，用飽和的食鹽水溶液洗一次。把有機層放入圓底燒瓶中，加入正丁醇(132ml)和40。/。的HBr (6.5ml)，加熱回流1.5h后，將反應液冷卻，倒入分液漏斗，依次用飽和的NaCl、 NaHCO" NaCl溶液洗滌，有機層用無水MgS04干燥。用水泵減壓蒸去正丁醇，再用油泵減壓蒸餾。收集130°C~140°C， 0.085MPa的餾分，得無色液體，即為2-戊基環戊烯酮。產率65%。其反應式如下
產物的譜圖數據表征如下
IR (KBr) v腿cm": 2926， 2858， 1704， 1633;
'HNMR (400MHz， CDC13): 5=0.83-0.90 (m， 3H)， 1.25-2.58 (m， 12H)，7.29-7.31 (m， 1H);
13CNMR (100Hz， CDC13): S=210.1， 157.3， 146.5， 34.5， 31.5， 27.4，26,4， 22.4， 13.9。
步驟二 2-戊基-3-烯丙基環戊酮的制備
(一)烯丙基溴化鋅試劑的制備烯丙基溴化鋅試劑可以從市場上購買，也可以通過以下工藝制備而得
在干燥的二頸瓶(50ml)中放入鋅粉(0.021mol)，用氮氣置換瓶中的空氣，加入四氫呋喃(THF) (3ml)和1,2-二溴乙烷(4~5滴)，將反應混合物加熱直到有氣泡產生，自然冷卻到室溫，加入三甲基氯硅烷(Me3SiCl)(4 5滴)，室溫攪拌15min，然后加入烯丙基溴(0.020mol)和四氫呋喃(THF) (lOml)，攪拌反應，備用。其反應式如下
(二)在氮氣保護下，向另一 100ml三頸瓶中放入乙酰丙酮鎳(Ni(acac)2)(0鹿2mo1),三乙胺(Et3N)或三苯基磷(Ph3P) (0.0048mol)，四氫呋喃(THF) (10ml)將反應混合物加熱至60°C，攪拌反應10min，冷卻至室溫，慢慢加入上述制備的烯丙基溴化鋅試劑，加完后將反應混合物用冰鹽浴冷至-15。C。然后從滴液漏斗中滴加2-戊基環戊烯酮(O.OlOmol)，三甲基氯硅烷(Me3SiCl) (0.018mol)和四氫呋喃(THF) (5ml)組成的混合物。加完后繼續攪拌反應，讓冰鹽浴自然升溫至室溫，共反應了 12小時。然后向反應瓶中加入10ml的5mol/LHCl，再攪拌反應1小時。加10ml乙醚，萃取，分出有機相。用無水硫酸鎂干燥，蒸去溶劑后將剩余物進行柱層析，得無色或淺黃色液體，即為2-戊基-3-烯丙基環戊酮。產率73%。其反應式如下
產物的譜圖數據表征如下
IR (KBr) v醒cm": 2927， 2858， 1740， 1641;
!HNMR (400固z， CDC13): S=0.87 (t, J=7.0Hz， 3H)， 1.26-2.43 (m，16H)， 5.05-5.10 (m， IH)， 5.77-5.79 (m， IH)， 5.81-5.88 (m， 1H);
13CNMR (lOOHz， CDC13): 5=221.1, 135.8， 116.6， 54.2， 41.1， 38.6，37.7， 32.1， 28.0， 26.5， 26.4， 22.4， 14.0。
步驟三二氫茉莉酮酸的制備
在50ml圓底燒瓶中加入0.388g 2-戊基-3-烯丙基環戊烯酮，再加入7ml水和7ml乙腈，然后加入lg高碘酸鈉，攪拌，再加入0.02g水合三氯化釕，溶液的溫度逐漸上升到30°C，維持反應物溫度在12'C 2(TC下，慢慢加入3.5g高碘酸鈉，加完后使反應物在17。C下攪拌2小時，然后加入乙酸乙酯攪拌反
ZnBr Ni(acac)2Me3SiCl
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應1小時，過濾，濾液用0.1mol/L鹽酸洗滌，然后用飽和的Na2S203溶液洗滌，
用乙酸乙酯萃取，收集有機層，蒸干溶劑，得黃色糊狀液體，柱層析，得無色
液體，即為二氫茉莉酮酸。產率92%。其反應式如下
o
RuCl3 xH#NaI04
產物譜圖數據表征如下
IR (KBr) vmaxcm-1: 2924， 2854， 1739， 1710,1459;
iHNMR (400麗z， CDC13): 5=0.88 (t,J=7.2Hz， 3H)， 1.23-2.68 (m，16H)， 11.18 (s， 1H);
13CNMR (100Hz， CDC13): 5=219.6， 178.1， 54.1， 38.7， 37.7， 37.6， 32.0，27.7， 27.1， 26.2， 22.4， 14.0。
歩驟四二氫茉莉酮酸甲酯的制備
將0.55g 二氫茉莉酮酸甲酯和無水甲醇(20ml)加入到三頸瓶中，在
0 -15。C下緩慢滴加二氯亞砜(SOCl2) (1.5ml)，攪拌反應1小時后撤去冰鹽
浴，在室溫下繼續攪拌3 5小時后，在旋轉蒸發儀上蒸去無水甲醇，得到目標
產物二氫茉莉酮酸甲酯。產率84%，其反應式如下
o
SOCI2/CH3OH
-COOH ^wCOOCH3產物譜圖數據如下
IR (KBr)vmaxcm-1: 2955， 2930， 2859， 1739， 1437， 1166;
!HNMR (400MHz, CDC13): S=0.87 (t， J=7.0Hz， 3H)， 1.22-2.65 (m，16H)， 3.71 (s， 1H);
13CNMR(100Hz， CDC13): S=219.7， 172.6， 54.1， 51.6， 38.9， 38.0， 37.7，32.0， 27.8， 27.2， 26.3， 22.4， 14.0。
使用其它催化劑、路易斯酸的實施例與上述實施例相同。
權利要求
1、一種二氫茉莉酮酸甲酯的合成方法，依次包括以下工藝步驟(1)2-戊基-3-烯丙基環戊酮的制備以四氫呋喃為溶劑，將烯丙基溴化鋅試劑與2-戊基環戊烯酮、催化劑、路易斯酸、三乙胺或三苯基磷以(1∶0.25∶0.0125∶0.5∶0.125)～(1∶0.5∶0.01∶1∶0.25)的摩爾比加入到反應器中，在氮氣保護下，于0～-15℃下反應6～8小時，洗滌，萃取，干燥，分離得2-戊基-3-烯丙基環戊酮；(2)二氫茉莉酮酸的制備將2-戊基-3-烯丙基環戊酮與高碘酸鈉、水合三氯化釕以1∶5.5∶0.02～1∶10.5∶0.05的摩爾比溶于乙腈和水的混合液中，在室溫下反應5～7小時；加入乙酸乙酯攪拌，過濾、洗滌、分離得化合物二氫茉莉酮酸；所述乙腈和水的混合液中乙腈和水的體積比為1∶1～1∶3；(3)二氫茉莉酮酸甲酯的制備在0～-15℃下，將二氫茉莉酮酸甲酯與二氯亞砜以1∶1.2～1∶1.5的摩爾比溶于無水甲醇中，在室溫下攪拌3～5小時，蒸干溶劑，即得目標產物二氫茉莉酮酸甲酯。
2、 如權利要求1所述二氫茉莉酮酸甲酯的合成方法，其特征在于步驟(1)中所述的催化劑為乙酰丙酮鎳、三苯基磷氯化鈀、三苯基磷氯化鎳、三 苯基磷氯化鈷、氯化鈀或氯化鎳。
3、 如權利要求l所述二氫茉莉酮酸甲酯的合成方法，其特征在于步驟(l) 中所述的路易斯酸為三甲基氯硅垸、四氯化鈦、三氯化鐵或三氯化鋁。
4、 如權利要求1所述二氫茉莉酮酸甲酯的合成方法，其特征在于步驟(1) 中所述洗滌用0.1mol/L~0.5mol/L的鹽酸洗滌。
5、 如權利要求1所述二氫茉莉酮酸甲酯的合成方法，其特征在于步驟(2) 中所述洗滌，是先用0.1mol/L 0.5mol/L的鹽酸洗滌，然后用飽和的硫代 硫酸鈉溶液洗滌。
全文摘要
本發明提供了一種二氫茉莉酮酸甲酯的合成方法，是以2-戊基環戊烯酮為原料，與烯丙基溴化鋅試劑進行1，4-Michael加成，生成2-戊基-3-烯丙基環戊酮；再將2-戊基-3-烯丙基環戊酮在水合三氯化釕催化下，高碘酸鈉氧化合成二氫茉莉酮酸，然后將二氫茉莉酮酸進行酯化，得到二氫茉莉酮酸甲酯。本發明原料廉價易得，成本低；工藝簡單，操作方便；反應條件溫和，易于控制；合成路線短，大大縮短了合成周期；反應產物單一，產率高(可達65％～85％)，污染少，對環境友好。
文檔編號C07C69/00GK101519355SQ20091002180
公開日2009年9月2日 申請日期2009年3月17日 優先權日2009年3月17日
發明者馮惠娟, 徐長明, 胡雨來, 黃丹鳳 申請人:西北師范大學