一种β-大马烯酮香料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种β-大马烯酮香料的制备方法，包括以下步骤：(1)以β-紫罗兰酮为起始原料，与盐酸羟胺在碱性环境中反应得到β-紫罗兰酮肟；(2)β-紫罗兰酮肟与卤素及其金属盐反应得到β-紫罗兰酮异噁唑衍生物；(3)β-紫罗兰酮异噁唑衍生物与钠作用生成β-二氢大马酮；(4)β-二氢大马酮与卤素自由基发生氧化卤代反应，再与碱性环境下发生脱除卤化氢的消除反应，得到β-大马烯酮。本发明原料价廉易得，操作简便，反应条件温和，各步反应收率高，所用溶剂可回收重复利用，成本较低，是一种适合工业化生产β-大马烯酮香料的方法。
【专利说明】—种β-大马烯酮香料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于香料精细化工【技术领域】，具体涉及一种以β -紫罗兰酮为起始原料制备β-大马烯酮香料的方法。
【背景技术】
[0002]β-大马烯酮(β-Damascenone)又名β-突厥烯酮，系统命名为1_(2，6，6_三甲基-1，3-环己二烯-1-基)-2- 丁烯-1-酮，淡黄色至黄色液体，易溶于乙酸乙酯、乙醚、丙酮等有机溶剂，可与95%乙醇任意比互溶，难溶于水。是1970年Demole等从保加利亚玫瑰油中分离得到的微量成分，是具有强力的花香果香型物质且闻起来有玫瑰、梅子、葡萄、覆盆子、糖果的香气和强烈的天然花香、果香气息。β -大马烯酮不仅具有抚慰和协调情绪、增加自信、改善血液循环、提高心脏和肝脏的功能、抑制反胃恶心、和有助于皮肤的保湿和抗菌作用。同时，在香精中加入少量该物质就能起到提升玫瑰香气的作用。其具有较强的花香香气和良好的扩散力。主要用于配制高级香水、调配高档化妆品香精以及食用香精，同时，还可在烟草中改善香烟的韵味，使烟味变得更为柔和。
[0003]β_大马烯酮具有细腻、愉快的玫瑰花香香气，是名贵香精的必要成分，然而在其提取物中却只占0.05%。依赖植物提炼萃取工艺获取该化合物将十分有限，因此迫切需要以人工合成的方式解决原材料短缺问题。对于β_大马烯酮的合成虽有许多报道，但缺少简单、经济、方便的合成途径。世界上只有瑞士芬美意公司开发的柠檬醛合成法实现了工业生产并申请有国际发明专利US3890370(A)，同时芬美意公司开发了 β大马烯酮类似物的合成法并申请有国际专利US3968161(A)，目前芬美意公司在β _大马烯酮市场投放上占据垄断地位。此外，针对大马烯酮的合成，日本也有以炔烃为底物的合成方法,并申请了国际发明专利JPS61118359(A)。由于价格特别昂贵，我国在自主开发的高端产品中只有少量采用，极大程度上限制了相关食品、医药、日化产业的发展。为满足我国对β_大马烯酮香料的需求，应重视对其合成的研究，开发高效的合成路线并使其尽早投入工业生产。现国内已有以环香叶酸乙酯为起始原料来合成大马烯酮的相关专利CN101698636(B)，但此方法暂无工业化的报道。β_紫罗兰酮是一种大量存在的天然产物，与β_大马酮是同分异构体，有望以其为原料实现β_大马烯酮的高效合成。实现本路线需要经过I，3-羰基迁移反应和环己烯的适度脱氢反应，均非易事，目前国内暂无相关专利报道。针对1，3_羰基迁移，研究较多的是涉及烯键环氧化中间体的Wharton反应，路线长且产率低。同时，β-紫罗兰酮在发生1，3羰基转位后只能生成β_二氢大马酮，是β_大马烯酮的前驱物，需要在环己烯结构上进行一分子的脱氢反应。由β_二氢大马酮制得β_大马烯酮也是柠檬醛合成法中的最后一步，目前采用高真空下热解工艺，能耗大，批量生产受限。文献中多有在此基础上的方法学研究，但是实际产率低，副产物多，离工业化生产的要求还有距离。
基于上述问题，我们以β_紫罗兰酮为起始原料，先肟化，再制成异噁唑衍生物、在醇与金属钠的作用下开环得到1，3_羰基转位的同分异构体，前后只需要三步，较Wharton方法更加简便、高效。结合 氧化卤代及脱卤化氢等系列反应，开发了一条操作简便，反应条件温和，各步反应收率高，所用溶剂可回收重复利用，成本较低，适合工业化生产β-大马烯酮香料的路线。
【发明内容】
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本发明所要解决的问题是提供一种以β-紫罗兰酮为起始原料，制备β-大马烯酮香料的四步方法，从而克服反应条件苛刻，收率低，成本高，不适合工业化生产等缺点。
本发明通过如下技术方案实施的:
(1)以β-紫罗兰酮为起始原料，在溶剂中加入盐酸羟胺和有机/无机碱，升温至40~800C，反应时间I~5h，得到β -紫罗兰酮肟，用pH调节剂调节pH值至6~7 ;
(2)在溶剂中加入紫罗兰酮肟，卤素和金属卤化物，升温至40~100°C，反应4~12h，得到β -紫罗兰酮异噁唑衍生物，用pH调节剂调节pH值至6~7 ;
(3)将反应器降温至_40°C~0°C，加入溶剂，紫罗兰酮异噁唑衍生物、金属钠和有机醇，反应结束后中和过量的钠，再加入甲苯加热回流20~48h，得到β-二氢大马酮；
(4)在有机溶剂中，加入引发剂、二氢大马酮和卤代氧化剂，升温至40~100°C，反应时间I~6h，发生氧化卤代反应；再有机/无机碱存在下，升温至100~160°C反应10~24h，发生卤化氢的消除反应，得到β-大马烯酮；
其反应式如下:
【权利要求】
1.一种β-大马烯酮香料的制备方法，其特征在于包含以下步骤: (1)以β-紫罗兰酮为起始原料，在溶剂中加入盐酸羟胺和有机/无机碱，升温至40~800C，反应时间I~5h，得到β -紫罗兰酮肟，用pH调节剂调节pH值至6~7 ; (2)在溶剂中加入紫罗兰酮肟，卤素和金属卤化物，升温至40~100°C，反应4~12h，得到β -紫罗兰酮异噁唑衍生物，用pH调节剂调节pH值至6~7 ; (3)将反应器降温至_80°C~0°C，加入溶剂，紫罗兰酮异噁唑衍生物、金属钠和有机醇，反应结束后中和过量的钠，再加入甲苯加热回流20~48h，得到β-二氢大马酮； (4)在有机溶剂中，加入引发剂、二氢大马酮和卤代氧化剂，升温至40~100°C，反应时间I~6h，发生氧化卤代反应；在有机/无机碱存在下，升温至100~160°C反应10~24h，发生卤化氢的消除反应，得到β-大马烯酮； 其反应式如下:
2.根据权利要求书I中所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的溶剂为甲醇、乙醇、水中的任意一种或混合溶剂；有机/无机碱是碳酸钠、醋酸钠、三乙胺中的任意一种；PH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸氢钠任意一种；反应温度为40~80°C，反应时间I~5h。
3.根据权利要求书I中所述的方法，其特征在于，步骤(2)中的溶剂为乙醚，四氢呋喃，水中的任意一种或混合溶剂；PH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸氢钠；卤素为Cl2、Br2,I2中的任意一种；卤代物为KCl、NaCl、KBr、NaBr、K1、NaI中的任意一种；反应温度为40~100°C，反应时间4~12h。
4.根据权利要求书I中所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的溶剂为四氢呋喃，环己烷，液氨、甲苯中的任意一种或混合溶剂；有机醇为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇中的任意一种；金属钠的使用量与β_紫罗兰酮异噁唑衍生物的摩尔比为2~7:1 ;过量金属钠的淬灭剂为异丙醇、乙醇、叔丁醇、氯化铵、硫酸氢铵、硫酸铵中的任意一种；反应温度为-80°C~(TC，加热回流时间20~48h。
5.根据权利要求书I中所述的方法，其特征在于，步骤(4)中的有机溶剂为二甲亚砜、甲醇、乙醇、二甲基甲酰铵中的任意一种；引发剂为过氧化苯甲酰，过氧化二叔丁基，过硫酸铵中的任意一种；卤代氧化剂为Cl2、Br2、I2、N-溴代丁二酰亚胺、N-氯代丁二酰亚胺、N-碘代丁二酰亚胺中的任意一种；卤代氧化剂使用量与二氢大马酮的摩尔比为I~1.5:1 ;氧化卤代的反应温度为40~100°C,反应时间为I~6h。
6.根据权利要求书I中所述的方法，其特征在于，步骤(4)中的卤化氢消除反应中有机/无机碱为碳酸钠、甲酸钠、三乙胺、尿素、N, N-二甲基甲酰胺、DBACO、氢氧化钠、季铵碱中的任意一种；卤化氢消除步骤的反应温度为100~160°C，反应时间为10~24h。
【文档编号】C07C49/543GK104003860SQ201410256241
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】张锁江, 程莹莹, 徐宝华, 任天鹭 申请人:中国科学院过程工程研究所