专利名称：诺卡酮的合成方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种不饱和烯酮化合物的合成方法及其应用，即诺卡酮的合成方法及其应用。
背景技术：
诺卡酮(5，6-二甲基-8-异丙基双环[4，4，0]癸-1-烯-3-酮)，又称圆柚酮，是属于雅槛蓝烷(eremophillane)系的双环倍半萜类的不饱和烯酮。它是在60年代从阿拉斯加黄柏(Chamaecyparis nootkatensis)油和柚子皮油中被发现，并鉴定了其特有的结构。诺卡酮具有尖刺的香气，但它是柚子皮和柚子果汁中的重要香味成分，在香精中有增强柚子香和味的作用。多年来都依靠从天然精油中分离得到，但由于其在天然精油中含量很低，单离困难，使其用量受到限制。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种利用常见原料来制备诺卡酮的合成方法。
本发明的另一目的是将所制备的不饱和烯酮应用于食品、卷烟等行业中作为香精香料添加剂。
本发明的诺卡酮的合成方法是以缬草油为原料，采用超临界技术分离得到巴伦亚烯(valencene)；然后以巴伦亚烯为原料，选择一种水溶性二元过氧化物氧化体系即次氯酸钠/叔丁基过氧化氢(TBHP)混合溶液，一步将其转化成目标产物诺卡酮(nootkatone)。
本发明的不饱和烯酮具有结构式5，6-二甲基-8-异丙基双环[4，4，0]癸-1-烯-3-酮、即 具体制备该不饱和烯酮的方法是1)制备巴伦亚烯的原料选用缬草油，采用超临界萃取方法分离得到；萃取温度为50-70℃，萃取压力为25-35MPa，静态浸泡时间为20-40min，动态萃取时间为10-25min，CO2流速为2～5L/min。
2)制备诺卡酮是将10-20g巴伦亚烯、200mL-400mL乙酸乙酯或石油醚或苯，40g-80g叔丁基过氧化氢(TBHP)和巴伦亚烯质量1/5-1/3的碳酸氢钠固体混合均匀后，在-5℃-10℃温度和剧烈搅拌下，加入与巴伦亚烯等摩尔量的次氯酸钠的水溶液，混合物搅拌4-15h后，加入45g-55g的亚硫酸氢钠，静置3-12h后分出水层；水层用乙酸乙酯或石油醚、或苯萃取，合并有机层；有机层用NaHCO3水溶液洗涤，然后用水洗涤；有机层用无水硫酸钠或硫酸镁干燥12-24h；蒸馏去除乙酸乙酯或石油醚或苯后，减压收集185～195℃/1300Pa的馏分即得诺卡酮粗品；所得粗品用硅胶柱进行层析分离，冷却后得到无色针状结晶产品诺卡酮。
以上所述的合成方法合成的诺卡酮的应用是作为烟用香精香料添加剂或食品香精香料添加剂。诺卡酮按烟丝质量与诺卡酮质量比为1∶1×10-6-1∶100×10-6应用于卷烟产品中；按食品香精或食品质量与诺卡酮质量比为1∶1×10-6-1∶200×10-6应用于食品香精和食品中。
本发明提出了一种新的方法合成了诺卡酮，使该物质得以大量生产，以满足市场的需求。本发明所涉及的氧化体系具有选择性好、转化率高、水相反应、无环境污染、后处理方便等特点，是一种绿色合成氧化剂。本发明将该产品用于卷烟香精香料中，可增加卷烟香气量，丰满卷烟香味和降低卷烟刺激的作用。
图1是本发明的工艺流程图。
以下结合工艺流程图和实施例对本发明作详细描述。
具体实施例方式
实施例1(1)称取适量市售缬草油与合适的瓷性填料混合均匀后装入萃取釜中，根据实验条件，分别对萃取釜、分离釜及冷却水浴进行加热或冷却，达到所设定的温度(60℃)。开启CO2气瓶和通过夹带剂泵加入定量的夹带剂(酒精或丙二醇)，通过高压泵对系统加压选择。达到条件后，静态浸泡30min，然后进行动态萃取15min，CO2流速为2～5L/min。每隔2h取样，得到巴伦亚烯产品，总得率为1.2％。萃取实验条件列于下表。
(2)将15g巴伦亚烯、300ml乙酸乙酯，4g碳酸氢钠及60g叔丁基过氧化氢(TBHP)混合均匀，在-5℃-10℃温度和剧烈搅拌下，加入与巴伦亚烯等摩尔量的10％次氯酸钠水溶液，混合物搅拌13h后，加入50g亚硫酸氢钠，静置6h后分层分出水层，水层用乙酸乙酯萃取三次，合并有机层，有机层用10％NaHCO3洗涤，用水洗涤三次后加入10g无水硫酸钠干燥20h，蒸出乙酸乙酯，得16.2克诺卡酮初品，将初品进行减压蒸馏，收集185~195℃/1300Pa的馏分。所得产品用硅胶柱(V(正己烷)/V(乙醚)＝3/1)分离，收集Rf＝0.51组分，低温重结晶后得到13.1g无色针状结晶。收率82％，熔点34.5~35.5℃，旋光[α]D25＝+189.5°(c 0.50，CH3OH)，折光nD201.012；1H NMR(CDCl3，500MHz)，δ/ppm5.8(s，1H)(C1)，4.7(d，J＝9.8Hz，2H)(C12)，2.5～2.2(m，5H)(C3，C6，C7)，2.0～1.9(m，3H)(C13)，1.74(s，3H)(C14)，1.39～1.31(m，1H)(C4)，1.12(s，4H)(C8，C9)，0.96(d，J＝6.8Hz，3H)(C15)；13C NMR(CDCl3，100MHz)，δ/ppm199.6(C2)，170.5(C10)，149.0(C11)，124.9(C1)，109.2(C12)，43.9(C3)，42.1(C6)，40.4(C7)，40.3(C4)，39.3(C5)，33.0(C9)，31.6(C8)，20.8(C13)，16.4(C14)，14.8(C15)；IR(KBr)，v/cm-13075，2940，1660，1620，1435，1380，1345，1285，1260，1200，940，880，840，820；MS(70eV)，m/Z(％)218(M+)；元素分析C15H22O，实测值(计算值)/％C 82.41(82.51)，H 10.16(10.15)。
称取某种烟丝50克，均匀铺在搪瓷盘中，取上述诺卡酮1克溶解于99克浓度为75％的酒精中，按烟丝质量与所添加的诺卡酮质量比为1∶10×10-6将上述诺卡酮酒精溶液均匀喷洒于烟丝中。对照组喷洒等量的酒精。试样晾干或在40-50℃烘箱中脱除酒精后进行评吸。经评吸，诺卡酮在卷烟中使用，具有增加卷烟香气，丰满卷烟香味和降低刺激的作用。
称取某种食品香精50克，取上述诺卡酮1克溶解于99克浓度为75％的食用酒精或水中，按食品香精或食品质量与诺卡酮质量比为1∶20×10-6应用于食品香精和食品中。混合以后的食品香精试样具有增强柚子香和味的作用。
实施例2(1)称取适量市售缬草油与合适的瓷性填料混合均匀后装入萃取釜中，根据实验条件，分别对萃取釜、分离釜及冷却水浴进行加热或冷却，达到所设定的温度(50℃)。开启CO2气瓶和通过夹带剂泵加入定量的夹带剂(酒精或丙二醇)，通过高压泵对系统加压选择。达到条件后，静态浸泡20min，然后进行动态萃取10min，CO2流速为2～5L/min。每隔2h取样，得到巴伦亚烯产品，总得率为1.0％。萃取实验条件列于下表。
(2)将10g巴伦亚烯、200ml乙酸乙酯，4g碳酸氢钠及60g叔丁基过氧化氢(TBHP)混合均匀，在-5℃-10℃温度和剧烈搅拌下，加入与巴伦亚烯等摩尔量的10％次氯酸钠水溶液，混合物搅拌4h后，加入45g亚硫酸氢钠，静置3h后分层分出水层，水层用乙酸乙酯萃取三次，合并有机层，有机层用10％NaHCO3洗涤，用水洗涤三次后加入10g无水硫酸钠干燥20h，蒸出乙酸乙酯，得12.3g诺卡酮初品，将初品进行减压蒸馏，收集185~195℃/1300Pa的馏分。所得产品用硅胶柱(V(正己烷)/V(乙醚)＝3/1)分离，收集Rf＝0.51组分，低温重结晶后得到8.8g无色针状结晶。
称取某种烟丝50克，均匀铺在搪瓷盘中，取上述诺卡酮1克溶解于99克浓度为75％的酒精中，按烟丝质量与所添加的诺卡酮质量比为1∶1×10-6将上述诺卡酮酒精溶液均匀喷洒于烟丝中。对照组喷洒等量的酒精。试样晾干或在40-50℃烘箱中脱除酒精后进行评吸。经评吸，诺卡酮在卷烟中使用，具有增加卷烟香气，丰满卷烟香味和降低刺激的作用。
称取某种食品香精50克，取上述诺卡酮1克溶解于99克浓度为75％的食用酒精或水中，按食品香精或食品质量与诺卡酮质量比为1∶1×10-6应用于食品香精和食品中。混合以后的食品香精试样具有增强柚子香和味的作用。
实施例3(1)称取适量市售缬草油与合适的瓷性填料混合均匀后装入萃取釜中，根据实验条件，分别对萃取釜、分离釜及冷却水浴进行加热或冷却，达到所设定的温度(70℃)。开启CO2气瓶和通过夹带剂泵加入定量的夹带剂(酒精或丙二醇)，通过高压泵对系统加压选择。达到条件后，静态浸泡40min，然后进行动态萃取25min，CO2流速为2～5L/min。每隔2h取样，得到巴伦亚烯产品，总得率为1.1％。萃取实验条件列于下表。
(2)将20g巴伦亚烯、400ml乙酸乙酯，8g碳酸氢钠及80g叔丁基过氧化氢(TBHP)混合均匀，在-5℃-10℃温度和剧烈搅拌下，加入与巴伦亚烯等摩尔量的10％次氯酸钠水溶液，混合物搅拌15h后，加入55g亚硫酸氢钠，静置12h后分层分出水层，水层用乙酸乙酯萃取三次，合并有机层，有机层用10％NaHCO3洗涤，用水洗涤三次后加入15g无水硫酸钠干燥24h，蒸出乙酸乙酯，得24.5g诺卡酮初品，将初品进行减压蒸馏，收集185~195℃/1300Pa的馏分。所得产品用硅胶柱(V(正己烷)/V(乙醚)＝3/1)分离，收集Rf＝0.51组分，低温重结晶后得到16.9g无色针状结晶。
称取某种烟丝50克，均匀铺在搪瓷盘中，取上述诺卡酮1克溶解于99克浓度为75％的酒精中，按烟丝质量与所添加的诺卡酮质量比为1∶100×10-6将上述诺卡酮酒精溶液均匀喷洒于烟丝中。对照组喷洒等量的酒精。试样晾干或在40-50℃烘箱中脱除酒精后进行评吸。经评吸，诺卡酮在卷烟中使用，具有增加卷烟香气，丰满卷烟香味和降低刺激的作用。
称取某种食品香精50克，取上述诺卡酮1克溶解于99克浓度为75％的食用酒精或水中，按食品香精或食品质量与诺卡酮质量比为1∶200×10-6应用于食品香精和食品中。混合以后的食品香精试样具有增强柚子香和味的作用。
权利要求
1.一种诺卡酮的合成方法，该化合物的结构式为5，6-二甲基-8-异丙基双环[4，4，0]癸-1-烯-3-酮 其特征在于以巴伦亚烯(valencene)为原料，选择一种水溶性二元过氧化物氧化体系，即次氯酸钠/叔丁基过氧化氢(TBHP)混合溶液，经水性氧化制备得到目的产物诺卡酮(nootkatone)。
2.按权利要求1所述的诺卡酮的合成方法，其特征在于制备巴伦亚烯的原料选用缬草油，采用超临界萃取方法分离得到；萃取温度为50-70℃，萃取压力为25-35MPa，静态浸泡时间为20-40min，动态萃取时间为10-25min，CO2流速为2～5L/min。
3.按权利要求1所述的诺卡酮的合成方法，其特征在于制备诺卡酮是将10-20g巴伦亚烯、200mL-400mL乙酸乙酯或石油醚或苯，40g-80g叔丁基过氧化氢(TBHP)和巴伦亚烯质量1/5-1/3的碳酸氢钠固体混合均匀后，在-5℃-10℃温度和剧烈搅拌下，加入与巴伦亚烯等摩尔量的次氯酸钠的水溶液，混合物搅拌4-15h后，加入45g-55g的亚硫酸氢钠，静置3-12h后分出水层；水层用乙酸乙酯或石油醚、或苯萃取，合并有机层；有机层用NaHCO3水溶液洗涤，然后用水洗涤；有机层用无水硫酸钠或硫酸镁干燥12-24h；蒸馏去除乙酸乙酯或石油醚或苯后，减压收集185～195℃/1300Pa的馏分即得诺卡酮粗品；所得粗品用硅胶柱进行层析分离，冷却后得到无色针状结晶产品诺卡酮。
4.权利要求1所述的合成方法合成的诺卡酮的应用，其特征在于诺卡酮作为烟用香精香料添加剂或食品香精香料添加剂。
5.按权利要求4所述的诺卡酮的应用，其特征在于按烟丝质量与诺卡酮质量比为1∶1×10-6-1∶100×10-6应用于卷烟产品中；按食品香精或食品质量与诺卡酮质量比为1∶1×10-6-1∶200×10-6应用于食品香精和食品中。
全文摘要
本发明涉及一种诺卡酮的合成方法及其应用。它是以缬草油为原料，采用超临界技术分离得到巴伦亚烯(valencene)；然后以巴伦亚烯为原料，选择一种水溶性二元过氧化物氧化体系即次氯酸钠/叔丁基过氧化氢(TBHP)混合溶液，一步将其转化成目标产物诺卡酮。将该产品用于卷烟香精香料中，可增加卷烟香气量，丰满卷烟香味和降低卷烟刺激的作用。本发明所涉及的氧化体系具有选择性好、转化率高、水相反应、无环境污染、后处理方便等特点，是一种绿色合成氧化剂。
文档编号C07C49/00GK1830936SQ200610010800
公开日2006年9月13日 申请日期2006年4月10日 优先权日2006年4月10日
发明者陈永宽, 谢冰, 刘维涓, 王保兴, 杨伟祖 申请人:云南瑞升烟草技术(集团)有限公司