专利名称：2－(l－薄荷氧基)乙醇类化合物的制备方法
技术领域：
本发明涉及2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物的制备方法。更具体地说，本发明提供了一种通过简单工艺步骤、并以较低成本制备具有能够使饮食品、烟草、化妆品等具有冰凉效果和清爽感觉的2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物的方法。
背景技术：
已知有多种可以在人的皮肤和粘膜，特别是口腔、鼻腔、咽喉、眼部产生冰凉感觉(冷感)或清爽感觉(清凉感)(以下总称为“冰凉清爽感”)的物质。代表性物质的实例是薄荷油的主要成分L-薄荷醇，它被广泛应用于口香糖、牙膏、香波等之中。尽管L-薄荷醇具有强烈的冰凉清爽感觉，但其效果不能长时间地持续，并且常常由于其强烈的薄荷型香气而限制了它的用途和用量。
因此，基于改善持续性和香味的目的，一直在不断开发具有类似于L-薄荷醇的冰凉清爽感作用的化合物。作为这类化合物，可以列举的有例如3-取代-对-薄荷烷类化合物(参阅特开昭47-16647号公报；特开昭47-16449号公报；以及英国专利GB 1,315,626说明书)、N-取代-对-薄荷烷-3-甲酰胺类化合物(参阅特开昭47-16648号公报)、对-薄荷烷二醇类化合物(参阅特开昭47-16650号公报)、3-(L-薄荷氧基)-1，2-丙二醇(参阅特开昭61-48813号公报，及美国专利USP 4,459,425的说明书)、(2S)-3-{(1R，2S，5R)-[5-甲基-2-(1-甲基乙基)环己基]氧基}-1，2-丙二醇(参阅特开平7-82200号公报)、(1’R，2’S，5’R)-3-L-薄荷氧基链烷-1-醇类化合物(参阅特开2001-294546号公报说明书)等。由于这些化合物不具有像L-薄荷醇那样的强烈的薄荷气味，且冰凉清爽感作用可持续比较长的时间，因而是非常有用的。
在上述化合物中，特开2001-294546号公报中所记载的(1’R，2’S，5’R)-3-L-薄荷氧基链烷-1-醇类化合物虽然具有良好的冰凉清爽感效果，但是迄今为止还不能以简便且廉价的方法制备。根据特开2001-294546号公报，该化合物是通过使用氢化锂铝还原由L-薄荷醇与氯乙酸得到的醚化合物的方法制备的，手续繁琐且成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供-种可以使用廉价原料、通过简单的工艺、且能以较低成本制备具有良好的冰凉剂和清爽剂功能的、属于(1’R，2’S，5’R)-3-L-薄荷氧基链烷-1-醇类化合物的2-(L-薄荷氧基)乙醇和其类似化合物的方法。
本发明者为实现上述目的进行了反复的研究。结果发现如果使用路易斯酸作为催化剂使L-薄荷醇与1，2-环氧烷烃反应，则可以无需使用昂贵的原料、昂贵的催化剂以及处理时需要小心谨慎的氢化钠等，更无需经过复杂的步骤，通过一步反应，极其简单且以较低成本制备所述的目标化合物2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物，并且基于这种认识完成了本发明。
即，本发明为(1)2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物的制备方法，其特征在于在路易斯酸组成的催化剂存在下，使下述通式(I)所表示的L-薄荷醇 与下述通式(II)所表示的1，2-环氧烷烃类化合物反应，
(式中，R表示氢原子、烷基或者1-羟基烷基)，制备下述通式(III)所表示的2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物 (式中，R表示与上述相同的基团)。
并且，本发明还包括(2)如上述(1)所述的制备方法，其中所述由路易斯酸组成的催化剂为选自氯化铝、氯化锌、溴化锌、氯化铁(III)以及三氟化硼二乙醚配合物中的一种或二种以上的化合物；以及(3)如上述(1)或(2)所述的制备方法，其中所述由路易斯酸组成的催化剂为氯化铝和氯化锌中的一种或二种；(4)如上述(1)～(3)任一项所述的制备方法，其中所述的1，2-环氧烷烃类化合物为环氧乙烷。
本发明的最佳实施方式下面，对本发明进行详细的说明。
如上所述，本发明使用廉价的L-薄荷醇与上述通式(II)所表示的1，2-环氧烷烃类化合物(以下称为“1，2-环氧烷烃类化合物(II)”)作为原料化合物，通过一步反应生产上述通式(III)所表示的2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(以下称为“2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(III)”)。
作为原料化合物的L-薄荷醇是已知化合物，而另一原料化合物1，2-环氧烷烃类化合物(II)可以使用市售品，也可以使用通过常规方法合成的化合物。
在上述通式(II)以及通式(III)中，R表示氢原子、烷基或者1-羟基烷基。
R为烷基时，可以是直链烷基或支链烷基的任意一种，优选碳原子数为1～5的直链或支链烷基。作为优选的碳原子数为1～5的烷基的具体实例，可以列举的有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基等。
此外，R为1-羟基烷基时，可以是直链的1-羟基烷基，或者也可以是支链的1-羟基烷基。此时，R优选碳原子数为1～5的直链或支链的1-羟基烷基。优选的1-羟基烷基的具体实例可以列举的有羟甲基、1-羟基乙基、1-羟基正丙基、1-羟基-1-甲基乙基、1-羟基正丁基以及1-羟基正戊基等。
L-薄荷醇与1，2-环氧烷烃类化合物(II)的使用比例为相对于1mol的L-薄荷醇，优选0.1～5.0mol，更优选0.5～2.5mol的1，2-环氧烷烃类化合物(II)。当两者的使用比例在上述范围之外时，难以顺利地生成目标化合物2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(III)。
用作催化剂的路易斯酸可以是任何一种路易斯酸，其中，由于(无水)氯化铝、(无水)氯化锌、溴化锌、氯化铁(III)以及三氟化硼二乙醚配合物中的一种或二种以上能够以高选择性和高产率得到目标化合物2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(III)，故优选使用。其中，从反应的选择性以及目标化合物2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(III)的产率考虑，更优选单独使用(无水)氯化铝与(无水)氯化锌的任意-种或者将两者混合使用。
路易斯酸的使用量为相对于1mol的原料化合物(基质)L-薄荷醇，优选0.01～3.0mol，更优选0.1～1.0mol。如果路易斯酸的使用量不足上述的0.01mol，则难以顺利地生成目标化合物2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(III)，另一方面，即使用量超过1.0mol也不能提高产率和转化率，因此是不经济的。
从反应的平稳进行和操作性等方面考虑，优选在有机溶剂中进行L-薄荷醇与1，2-环氧烷烃类化合物(II)的反应。有机溶剂的种类并无特别的限定，可以列举的有例如己烷、庚烷、甲苯等烃类溶剂；二氯甲烷等卤代烃类溶剂；四氢呋喃、二氧六环、二乙醚、二异丙基醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚等醚类溶剂。其中，从价格和后处理时的操作性等方面考虑优选使用己烷、戊烷、甲苯等烃类溶剂。
通常在-50℃～100℃，优选在-30℃～40℃的温度下使L-薄荷醇与1，2-环氧烷烃类化合物(II)反应0.5～15小时，优选1.0～5.0小时，可以通过一步反应，极其简单且高选择性地得到目标化合物2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(III)。
可以采用各种色谱、蒸馏、重结晶等常用精制方法中的一种或二种以上的方法对如此得到的2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(III)进行精制。
并且，日本专利申请(特愿)第2003-111597号说明书所记载内容的全文包括在本说明书之中。
实施例下面，通过列举实施例对本发明进行具体的说明，但是本发明并不限于下述实例。
实施例1使用无水氯化铝制备2-(L-薄荷氧基)乙醇(1)在1000ml的四口烧瓶中，加入100.0g(641mmol)L-薄荷醇以及42.7g(320mmol)无水氯化铝，用氮气置换后，在冰冷却的同时加入500ml甲苯并开始搅拌。确认反应液的温度下降到大约5℃之后，加入57g环氧乙烷，同时保持液温为5～10℃。进料结束后，在室温下进一步搅拌1小时完成反应。
(2)接着，再次冷却反应液并保持在20℃以下，同时用150ml的10％盐酸进行洗涤。接着，依次用50ml饱和小苏打水和100ml饱和食盐水进行洗涤，用硫酸钠除去水份，在减压条件下回收溶剂，得到粗制的2-(L-薄荷氧基)乙醇123.1g。对其进行维格罗蒸馏(ビゲロ一蒸留)(Vigoureux distillation)，回收未反应的原料并分离精制目标化合物，得到2-(L-薄荷氧基)乙醇60.8g(基于L-薄荷醇的理论产率为47.4％)，并回收未反应的L-薄荷醇45.7g。
比较例1使用氢化钠制备2-(L-薄荷氧基)乙醇相对于1mol的L-薄荷醇，使用1.1mol的氢化钠，反应时的液温约为95℃，全部反应时间为1.0小时，其他条件的与实施例1一样，使L-薄荷醇与环氧乙烷反应，制备2-(L-薄荷氧基)乙醇。
实施例1和比较例1的结果如下表1所示，其中包括L-薄荷醇的转化率、2-(L-薄荷氧基)乙醇的选择性以及2-(L-薄荷氧基)乙醇的产率。
表1
1)相对于1molL-薄荷醇的使用量由上表1的结果可知，和使用路易斯酸催化剂无水氯化铝的实施例1相比，在使用碱性催化剂氢化钠的比较例1中，催化剂的必须使用量更多，并且，目标产物2-(L-薄荷氧基)乙醇的选择性和产率较低。
实施例2使用各种路易斯酸催化剂制备2-(L-薄荷氧基)乙醇相对于1mol的L-薄荷醇，分别使用0.2mol如下表2所示的路易斯酸催化剂，采用如表2所示的反应温度和反应时间，其他条件与实施例1一样，使L-薄荷醇与环氧乙烷反应，制备2-(L-薄荷氧基)乙醇。其结果如下表2所示，且转化率、选择性和产率具有和表1相同的含义。
表2
1)相对于1molL-薄荷醇的使用量由上表2的结果可知，在使用无水氯化铝和氯化锌作为路易斯酸组成的催化剂的情形下，可以高选择性及高产率得到目标产物2-(L-薄荷氧基)乙醇。
工业实用性2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(III)具有良好的冰凉作用和清爽作用，但由于没有适于实际应用的制备方法，迄今为止尚未被广泛使用，通过本发明的方法，可以使用L-薄荷醇和1，2-环氧烷烃类化合物(II)这类常用的廉价化合物作为原料，通过一步反应的工艺，简单且低成本地和高产率地制备2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物(III)。
通过将本发明制备的2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物加入到各种饮食品、化妆品、烟草等各种商品中，使之能够具有温和的香味和持久良好的冰凉感和清爽感，从而能够提高这些商品的价值。
权利要求
1.2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物的制备方法，其特征在于在路易斯酸组成的催化剂存在下，使下述通式(I)所表示的L-薄荷醇 与下述通式(II)所表示的1，2-环氧烷烃类化合物反应， 式中，R表示氢原子、烷基或者1-羟基烷基，制备得到下述通式(III)所表示的2-(L-薄荷氧基)乙醇类化合物 式中，R表示与上述相同的基团。
2.如权利要求1所述的制备方法，其中所述由路易斯酸组成的催化剂为选自氯化铝、氯化锌、溴化锌、氯化铁(III)和三氟化硼二乙醚配合物的一种或二种以上的化合物。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其中所述由路易斯酸组成的催化剂为氯化铝和氯化锌中的一种或二种。
4.如权利要求1～3任一项所述的制备方法，其中所述的1，2-环氧烷烃类化合物为环氧乙烷。
全文摘要
本发明提供了一种使用廉价原料，通过简单工艺步骤，并且以较低成本制备2－(L－薄荷氧基)乙醇类化合物的方法，该化合物具有能够使饮食品、烟草、化妆品等具有冰凉清爽的感觉。制备下述通式所表示的2－(L－薄荷氧基)乙醇类化合物的方法包括在路易斯酸组成的催化剂存在下，使L－薄荷醇与1，2－环氧烷烃类化合物反应。通式中的R表示氢原子、烷基或1－羟基烷基。
文档编号C07B53/00GK1764622SQ20048000786
公开日2006年4月26日 申请日期2004年3月10日 优先权日2003年4月16日
发明者足立谦一郎, 石田贤哉, 松田洋幸 申请人:高砂香料工业株式会社