制备肉桂酸酯及其衍生物的方法

专利名称：制备肉桂酸酯及其衍生物的方法
技术领域：
本发明涉及一种肉桂酸酯及其衍生物的制备方法。
背景技术：
肉桂酸酯由于具有水果或花香的特殊香味，常用于食用香精和日化香精的配料中。例 如肉桂酸甲酯用于香料工艺作定香剂，常用于调配康乃馨、东方型花香香精，用于肥皂、 洗涤剂，也用于风味剂和糕点，作为有机合成中间体，主要用于医药农药工业；对甲氧基 肉桂酸乙酯是莪术根茎中抗真菌的主要活性成分，它具有广谱的抗真菌作用，对红色发癣
菌(皮肤真菌病主要病原菌之一)的最小抑制浓度小于IO mg/L，对其它皮肤致病真菌也有一 定的抑制作用；对甲氧基肉桂酸辛酯由于对280nm 320nm紫外线有良好吸收能力且吸收率 高，是防晒化妆品的核心所在。因此研究和开发肉桂酸酯的合成乃当务之急，尤其是作为 欧盟各国防晒品中主要成分的对甲氧基肉桂酸酯。如何低成本高产率的制备，更待解决。 目前涉及肉桂酸酯及其衍生物的化学合成方法有很多，这里主要介绍一下几种 (1).以苯甲醛为原料由Perkin反应制备
CHO
(CH3CO)20
CH3COOM 150~160°C
M = Na M = Cs
CHCOOH CH
ROH /=
CHCOOR CH
Perkin反应是芳香醛和酸酐在碱(通常用与酸酐相应的羧酸盐)的催化下进行亲核加
成，再失去一分子羧酸，得到e-芳基-a, e-不饱和酸。因原料便宜，在生产上经常使用。
Perkin反应是制备肉桂酸酯类化合物最常用的方法之一，但它存在反应温度较高，使用催 化剂碱性较强，产率偏低等缺点。
(2).以苯甲醛为原料由Knoevenagel反应制备
CHO
CH2(COOH)2
批啶
加热
CHCOOH
ROH
CHCOOR CH
本反应是对Perkin反应的改进，，它将酸酐改为含有两个吸电子的活泼亚甲基化合物， 同时催化剂改为吡啶等有机弱碱，此法所用温度较低，产率较好。国内金继曙用此路线合 成了对甲氧基肉桂酸乙酯，按常规方法縮合产率70 %，酸和乙醇的酯化反应用浓硫酸催化， 回流反应6h，酯产率78 %。
(3).以苯甲醛为原料由羟醛縮合反应制备
3<formula>formula see original document page 4</formula>1996年美国专利US 5527947公开了一种方法，将对甲氧基苯甲醛和乙酸甲酯溶解在 常规烃类溶剂(包括脂族和芳族溶剂如庚烷、辛垸、环己烷、甲苯、二甲苯等)中，用甲醇 钠等强碱作催化剂，縮合反应条件温和，于40 65 'C反应2 6h ,縮合混合物再用强多元酸 如硫酸、丁二酸等酸化。此美国专利在中国也申请了专利，专利号CN 1170401， 1998年公开。
(4).以卤苯为原料由Heck偶联反应制备
Pd(OAc)2 - Et3N
H2C=CHCOOR -S\
100oC w
CHCOOR // CH
1995年德国专利DE 4405830以及2007年中国专利CN 101037388均报道了以卤苯为原料， 在Pd/碱催化剂作用下，和丙烯酸酯发生偶联反应，生成肉桂酸酯。此方法需要无水无氧操 作，使用的催化剂Pd贵重，成本高。
(5).以苯甲醛和a位卤代的乙酸酯为原料制备<formula>formula see original document page 4</formula>
Tetrahedron letters 2007年第48期第8687页上报道了利用苯甲醛和a位卤代的乙 酸酯在三乙胺，三苯基氧磷和三氯硅烷作用下得到肉桂酸酯，产率可得到73%。原料a位 卤代的乙酸酯不易得，制备成本较高。

发明内容
本发明的目的在于介绍一种新颖的制备肉桂酸酯以及衍生物的方法，该法成本低、操作 简单、反应条件温和、环境友好。
本发明的肉桂酸酯以及衍生物的制备方法，按下述反应路线进行
<formula>formula see original document page 4</formula>其中，R,为氢、4-甲氧基或3-硝基；R为甲基、乙基或异丙基； 所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法步骤包括
步骤(l).取代苯甲醛和丙酮在NaOH溶液条件下发生羟醛缩合，反应温度为30-50 °C ， 搅拌1.5 7.0小时，冷却后用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏出去溶剂，即得 到取代苯亚甲基丙酮；
步骤(2).将步骤(l)制得的取代苯亚甲基丙酮与氧化铜、碘、碱A和醇以"一锅法"反 应，回流24 48小时后，再加入碱B搅拌8 16小时，蒸馏或重结晶即制得本发明所述的 肉桂酸酯及其衍生物。
上述肉桂酸酯以及衍生物的制备方法步骤(l)中使用的醛是茴香醛、4-甲氧基苯甲酸或 3-硝基苯甲醛。
步骤(2)中使用的碱A选自三乙胺、碳酸钾或吡啶。条件优化后选用的碱A为吡啶。 步骤(2)中使用的碱B选自吡啶、碳酸钾或氧化铜。条件优化后选用的碱B为碳酸钾。 步骤(2)中使用的原料之间摩尔比为，取代苯亚甲基丙酮氧化铜碘碱A:碱B二1 : 2:2:4:2，丙酮和醇都过量，所述的碱A为吡啶碱B为碳酸钾。 本发明的优点在于
(1) .使用了低成本的原料取代苯甲醛和丙酮；
(2) .操作简便，反应条件温和；
(3) .废水中有机污染物降至最低，环境友好。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
将10.6g苯甲醛(O.lmol)溶解在50mL丙酮(丙酮大大过量)中，再加入100mL水，40 。C条件下搅拌，滴加10mL5。/。的NaOH溶液，搅拌l. 5小时后停止反应，用乙酸乙酯萃取，无水 硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，得到苯亚甲基丙酮，收率90.0%。
向上述制得的5.8g苯亚甲基丙酮(0.04mol)中加入6.4g氧化铜(0.08mmo1)、 20.4g碘 (0.08mmo1)、 13mL吡啶(0.16mmo1)禾口100mL甲醇(甲醇大大过量)，回流加热32小时后 冷却，再加入11.0g碳酸钾(0.08mmo1)，继续回流搅拌12小时后停止反应。冷却后过滤除 去不溶物，滤液蒸馏，得到目标产物，收率58.4%。
丄H NMR (CDC13, 600 MHz), S (ppm) 7.71 ((!， /= 16.4 Hz， 1H), 7.54-7.52 (m, 2H), 7.39-7.38 (m, 3H), 6.45 (d， J= 16.4 Hz， 1H), 3,80 (s， 3H)。向上述制得的5.8g苯亚甲基丙酮(0.04mol)中加入6.4g氧化铜(0.08mmoD、 20.4g碘 (0.08mmo1)、 13mL吡啶(0.16mmo1)和100mL乙醇(乙醇大大过量)，回流加热24小时后 冷却，再加入11.0g碳酸钾(0.08mmo1)，继续回流搅拌12小时后停止反应。冷却后过滤除 去不溶物，滤液蒸馏，得到目标产物，收率60.2%。
'H NMR (CDC13, 600 MHz), 5 (ppm) 7.69 ((!， /= 16.4 Hz， 1H), 7.53—7.52 (m， 2H), 7.39—7.37 (m, 3H), 6.44 (d， 16.4 Hz, 1H), 4.27 (q, 2H), 1.34 (t， 3H)。
向上述制得的苯亚甲基丙酮(5.8g, 0.04mol)中加入6.4g氧化铜(0.08mmo1)、 20.4g碘 (0.08mmo1)、 13mL吡啶(0.16mmo1)和100mL异丙醇(异丙醇大大过量)，回流加热48 小时后冷却，再加入11.0g碳酸钾(0.08mmo1)，继续回流搅拌12小时后停止反应。冷却后 过滤除去不溶物，滤液蒸馏，得到目标产物，收率62.8%。
NMR (CDC13, 600 MHz), S (ppm) 7.67 ((!,■/= 16.4 Hz， 1H), 7.53-7.51 (m, 2H), 7.39—7.37 (m， 3H), 6.42 (d, 16.4 Hz， 1H)， 5.14 (m， 1H), 1.30 (d, 6H)。
将10.6g对甲氧基苯甲醛(O.lmol)溶解在50mL丙酮(丙酮大大过量)中，再加入100mL 水，40。C条件下搅拌，滴加10mL5。/。的NaOH溶液，搅拌7. O小时后停止反应，用乙酸乙酯萃取， 无水硫酸钠干燥，减压蒸馏出去溶剂，得到对甲氧基苯亚甲基丙酮，收率90.0%。
向上述制得的7.0g对甲氧基苯亚甲基丙酮(0.04mol)中加入6.4g氧化铜(0.08mmo1)、 20.4g碘(0.08mmo1)、 13mLP比啶(0.16mmo1)和100mL乙醇(乙醇大大过量)，回流加热 24小时后冷却，再加入11.0g碳酸钾(0.08mmo1)，继续回流搅拌12小时后停止反应。冷却 后过滤除去不溶物，残余物用乙醇重结晶，得到目标产物，收率66.0%。 !H NMR (CDC13， 600 MHz), S (ppm) 7.64 ((!， /= 16.2 Hz, 1H)， 7.47 (d, 2H), 6.90 (d, 2H), 6.29 ((!， /= 16.2 Hz， 1H), 4.24 (q， 2H), 3.81 (s, 3H), 1.32 (t, 3H)。
将15. lg 3-硝基苯甲醛(0. lmol)溶解在50mL丙酮(丙酮大大过量)，再加入100mL水， 4(TC条件下搅拌，滴加10mL5。/。的NaOH溶液，搅拌O. 5小时后停止反应，用乙酸乙酯萃取，无 水硫酸钠干燥，减压蒸馏出去溶剂，得到3-硝基苯亚甲基丙酮，收率96.0%。
实施例5: NQ2
的制备向上述制得的7. 6g 3-硝基苯亚甲基丙酮(0. 04mmo1)中加入6. 4g氧化铜(0. 08mmo1)、 20. 4g碘(0. 08mmo1)、 13mL吡啶(0. 16mmo1)和100mL乙醇，回流加热24小时后冷却，再加 入11.0g碳酸钾(0.08mol)，继续回流搅拌8小时后停止反应。冷却后过滤除去不溶物，滤 液减压蒸馏除去溶剂，残余物用乙醇重结晶，得到黄色固体，收率78.0%。
'H NMR (CDC13， 600 MHz), S (ppm) 8.39 (s, 1H), 8.23 (d, 1H)， 7.83 (d， 1H), 7.52 = 16.2 Hz, 1H), 7.59 (m, 1H), 6.56 (d， /= 16.2 Hz， 1H), 4.29 (q， 2H), 1.36。
权利要求
1.一种肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征是按下述反应路线进行，其中，R1为氢、4-甲氧基或3-硝基；R为甲基、乙基或异丙基。
2. 根据权利要求1所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，方 法步骤包括步骤(l).取代苯甲醛和丙酮在NaOH溶液条件下发生羟醛縮合，反应温度为 30~50 'C，搅拌1.5~7. 0小时，生成取代苯亚甲基丙酮；步骤(2).将步骤(l)制得的取代苯亚甲基丙酮与氧化铜、碘、碱A和醇以"一 锅法"反应，回流24 48小时后，再加入碱B搅拌8~16小时，即制得肉桂酸酯 及其衍生物。
3. 根据权利要求1或2所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于， 所述的步骤(2)中使用的碱A为吡啶。
4. 根据权利要求1或2所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于， 所述的步骤(2)中使用的碱B为碳酸钾。
5. 根据权利要求2所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，所 述的步骤(l)中使用的取代苯甲醛是茴香醛、4-甲基苯甲醛或3-硝基苯甲醛。
6. 根据权利要求2所述的肉桂酸酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，所 述步骤(2)中使用的原料之间摩尔比为，取代苯亚甲基丙酮氧化铜碘碱A: 碱B-1:2:2:4:2，丙酮和醇过量；其中，所述的碱A为吡啶，碱B为 碳酸钾。
全文摘要
本发明涉及制备肉桂酸酯及其衍生物的方法，如下图所示，其中，R₁为氢、4-甲氧基或3-硝基；R为甲基、乙基或异丙基；制备是以取代的苯甲醛和丙酮为原料，在NaOH溶液条件下，缩合得到取代苯亚甲基丙酮。将得到的取代苯亚甲基丙酮与氧化铜、碘、吡啶和醇以“一锅法”反应，再加入碳酸钾，即得到肉桂酸酯及其衍生物。本发明的优点在于原料廉价、操作简单、反应条件温和、环境友好，为工业上制备肉桂酸酯及其衍生物提供了一种可行的方法。
文档编号C07C69/618GK101323567SQ20081004863
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者佘能芳, 吴安心, 吴彦东, 殷国栋, 王紫华, 静 钦 申请人:华中师范大学