专利名称：一种联合制备β-紫罗兰酮的制备方法
技术领域：
本发明涉及有机中间体的合成，具体地说是一种联合制备e -紫罗兰酮的制备方法。
背景技术：
P-紫罗兰酮(I)是重要的有机合成中间体，作为合成维生素A和类胡萝卜素的重 要中间体，也是重要的香料(化工百科全书编辑委员会.化工百科全书[M].北京化学工 业出版社，1997第一版，Vol. 16 :719-729)。其主要合成路线是方法A.以柠檬醛(II)为 原料，与丙酮在碱性试剂存在下，经縮合反应合成中间体假性紫罗兰酮(III);然后在酸性 条件下，经闭环反应得到P-紫罗兰酮，1893年Tiema皿就是通过此法制得了 P-紫罗兰酮 (E. T.塞默主编，陈祖福等译，香味与香料化学[M]，科学出版社，1989年第一版，192-200)。 合成反应如下式
<formula>formula see original document page 3</formula> 方法B.由a _紫罗兰酮(IV)或Y _紫罗兰酮(V)在氯化亚铜催化下经重排反应
制备(吴世林，邸维龙，中国专利申请:CN :101381293， 2009-03-11)，如下式:<formula>formula see original document page 3</formula> 方法C.以P-环柠檬醛(VI)为原料与丙酮縮合制备(Curley R. W.; BlustM.A. ;Humphries K. A. A simple synthesis of 1 ， 3-1 3C2] 4_ (2 ， 6 ， 6_trimethylcyclohexen_l_yl)buten_2_one ( P-ionone)， Coll.Pharm. ， Journal ofLabelled Compounds and Radiopharmaceuticals,29(12)，1331-5 ; 1991 ;Zou Y.; Garayalde D. ;Wang Q. ;Nevado C. ;Gold—catalyzed cycloisomerization of cyclopropyl alkynyl acetates" versatile approach to5_，6_， and 7_membered carbocycles， Angewandte Chemie， InternationalEdition， 47 (52) ， 10110-10113 ;2008)，
如下式
<formula>formula see original document page 3</formula>
上述方法都存在一个缺点即过程繁琐，操作难度大。
发明内容
有基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种简洁的联合制备P-紫罗兰酮的制备方法。 申请人:在研究环柠檬醛的性质时意外发现，a -环柠檬醛(IV)与丙酮进行縮合反应得到的主要产物是P-紫罗兰酮，而不是预期的a-紫罗兰酮，其反应方程式如下
申请人:在此基础上进行了深入研究并对机理进行了分析，其反应过程包含以下两种路线 路线A : a _环拧檬醛(VII)先在碱催化下重排变成P -环拧檬醛(VI)，然后
13 _环柠檬醛和丙酮縮合得到13 _紫罗兰酮，化学反应式如下
<formula>formula see original document page 4</formula> 路线B:a-环柠檬醛和丙酮縮合得到a-紫罗兰酮，然后a _紫罗兰酮再重排得
到P-紫罗兰酮，化学反应式如下
在上述两种路线中，路线A中重排反应速度较快；而路线B中重排反应速度较慢，申请人用购得的a-紫罗兰酮作重排反应，在与上述a-环柠檬醛的同样重排条件下，速度慢几十倍。申请人经多次实验发现，采用a-环柠檬醛和P-环柠檬醛的混合物制备P-紫罗兰酮时，可以获得非常好的效果。 有基于此，本发明的主要目的是提供一种采用a-环柠檬醛和P-环柠檬醛联合制备P _紫罗兰酮的制备方法，其特征在于，包含以下步骤在反应瓶中，加入a _环柠檬醛和P _环柠檬醛和丙酮，以及氢氧化钠水溶液，在氮气保护下搅拌反应，气相色谱跟踪反应进程，当反应结束后加入酸中和，常压回收丙酮后，减压精馏收集85-89°C /lmmHg馏分，得
<formula>formula see original document page 4</formula> 上述的制备方法中，a-环柠檬醛、e-环柠檬醛和丙酮的加入量并无特别限制，一方面，过量的丙酮可作为溶剂使用，丙酮投料量为(a-环柠檬醛、e-环柠檬醛)的5-10倍(摩尔比)，可获得较好的效果，另一方面，过量的a-环柠檬醛、e-环柠檬醛可回收套用。 上述的制备方法，氢氧化钠水溶液可选择任意浓度皆可实现本反应，但考虑到浓度过高易使副产物增加，碱浓度太小则反应速度太慢；因此，可根据实际需要来调整氢氧化钠水溶液浓度，综合来看，当氢氧化钠水溶液浓度为2_8% (重量百分比)时，可以获得较好的效果，而尤其以4_6%为最佳。碱水用量则为(a-环拧檬醛、e-环拧檬醛)的5_10%倍(重量比)时较佳。 本发明的制备方法对反应温度并无太高要求，但过低的温度会导致反应缓慢，控制反应温度在30-6(TC可以获得较佳的效果。 上述的制备方法，中和所用的酸可以采用工业生产中常用的酸，如硫酸、盐酸及乙酸等任意一种或几种，其目的在于破坏碱催化剂终止反应，采用酸性温和的酸如乙酸为最佳。 本发明的原理及有益效果如下 1、本发明提供了一种全新的P-紫罗兰酮制备方法，本发明以简单易制备的工业原料(a-环柠檬醛、l3-环柠檬醛)与丙酮縮合，可以直接制备P-紫罗兰酮，这改变了现有13 _紫罗兰酮制备方法的传统思路； 2、本发明的制备方法，操作简便，条件温和，收率高；对原料及反应环境要求低，适合大规模工业应用。 3、未反应的原料(a-环柠檬醛、l3-环柠檬醛、丙酮)可回收套用；具有非常重要的工业化价值。 下面结合具体实施方式
对本发明作进一步说明。
具体实施例方式
仪器与设备 气质联用，MS5973N-GC6890N(美国安捷伦公司)；核磁共振仪，AVANCE DMXIII 400M(TMS内标，Bruker公司);红外光谱仪，NIC0LET 360FT-IR ;气相色i普:上海天美7890F。 实施例1 : a -环柠檬醛(VII)的制备
<formula>formula see original document page 5</formula> 将45. 6g(0. 3mo1)柠檬醛用45ml 二氯乙烷稀释加入250ml四口瓶中，水浴保温，室温搅拌下，缓慢滴入30. 0g苯胺在30ml 二氯乙烷中的溶液。滴加完毕，再搅拌半小时，薄层跟踪反应完毕(展开剂乙酸乙酯石油醚=1:3)。将反应混合液用8g无水硫酸钠干燥，干燥后的柠檬醛亚胺的二氯乙烷溶液可以直接用于环化反应。500ml四口瓶中加入120ml 98%的浓硫酸和140ml 二氯乙烷混合搅拌，冷浴冷却至_20 _25°C ，在剧烈搅拌下，将上面制得的亚胺溶液缓慢滴人其中，温度控制在_201:左右，约1小时加完，滴毕继续搅拌反应20分钟。1000ml烧杯中放250g碎冰，在搅拌下，将上述环化反应液缓慢加入，加完后搅拌至粘稠物消失，然后缓慢升温至3(TC左右搅拌半小时，分层，有机相水洗，无水硫酸 钠干燥，回收溶剂，残留物减压蒸馏，收集53-58°C /lmmHg馏分39. 6g，为无色透明液体，气 相含量97. 1%，收率87%。产物结构验证 GC-MS(m/e) :152， 137， 123， 109，94，91，81 (100 % ) ， 67， 55， 41 ; IR (v/cm—0 : 1717(醛)，1670，832(双键)； 丄HNMR( S ， ppm， 400MHz， CDC13) :0. 91 (s， 3H， -CH3) ， 0. 99 (s， 3H， -CH3)， 1. 33-1. 38 (m， 2H， _CH2) ， 1. 59-1. 60 (m， 3H， = C_CH3) ， 1. 62-1. 69 (m， 2H， _CH*2_CH =)，
2.35(d， J = 8.0Hz，lH， _CH*_CHO) ， 5. 73 (t， J = 2.8Hz，lH， -CH = )，9.47(s， 1H，-CHO); 13CNMR(400MHz， CDC13) S (ppm) :22. 52 ;23. 04 ;26. 94 ;27. 43 ;31. 58 ;31. 99 ;
63. 71 ;125. 49 ;127. 12 ;202. 37. 实施例2 : 13 -环柠檬醛(VI)的制备 将0. 3gK0H用60ml甲醇稀释加入250ml三口瓶中，室温搅拌下，滴入 30.4g(0.2mo1) a-环柠檬醛。滴加完毕，继续搅拌约1小时，气相色谱跟踪反应完毕，然 后加入1. 2克浓盐酸使反应终止。回收溶剂，残留物减压蒸馏，收集60-65°C /lmmHg馏分 25. 5g，为无色透明液体，气相含量98. 5%，收率83. 9%。产物结构验证
GC-MS(m/e) :152， 137(100 % ) ， 123， 109， 95， 91 ， 81 ， 67， 55， 43， 41 ;IR(v/cm—工) 1672 (-CHO，醛类特征峰)，1612 (双键)； 工匪R(S， ppm，400MHz， CDC13) :1.19(s，6H， -CH3) ， 1. 43-1. 46 (m， 2H， CH2-C)， 1. 60-1. 66 (m， 2H， _CH*2-CH2_C = ) ， 2. 10 (s， 3H， CH3_C = ) ， 2. 20 (t， J = 6. 4Hz， 2H， CH2_C =)， 10. 13(s， 1H， -CHO); 13CNMR(400MHz， CDC13) S (ppm) :18. 57 ;19. 29 ;28. 30 ;28. 37 ;32. 98 ;35. 68 ; 40. 50 ;140. 57 ;156. 14 ;192. 19 实施例3 : a _环柠檬醛(VII)和P _环柠檬醛(VI)的混合物制备P -紫罗兰酮
在500ml四口瓶中，加a-环柠檬醛15.4g， P _环柠檬醛15. 0g(共0. 2mol) 和250g丙酮，再加入5%的氢氧化钠水溶液3ml，搅拌氮气保护下于35-45。C反应。约6 小时后气相色谱跟踪原料基本消失，加入lml乙酸，常压回收丙酮后油泵减压精馏收集 85-89°C /lmmHg馏分，得产品30. 4g(气相含量94. 5% )，收率74. 8%。前份9. 4克，为a -环 柠檬醛、P _环柠檬醛、a -紫罗兰酮、|3 _紫罗兰酮的混合物(气相含量10. 5% :29. 2% : 22. 4% :36. 1% )，可套用于下批反应。
实施例4 :用回收的前份制备13 -紫罗兰酮 在500ml四口瓶中，加实施例3中回收的前份共19. 6g(0. 13mol)和180g丙酮，再 加入5%的氢氧化钠水溶液2ml，搅拌氮气保护下于35-45 t:反应。约6小时后气相色谱跟 踪原料基本消失，加入lml乙酸，常压回收丙酮后油泵减压精馏收集85-89t: /lmmHg馏分，得产品21.6g(气相含量94. 1%)，收率81.5%。前份5.6克，为a-环柠檬醛、P-环柠檬 醛、a-紫罗兰酮、P-紫罗兰酮的混合物(气相含量4. 5% :17.5% :27.5% :48. 1% )，可
套用于下批反应。
权利要求
一种联合制备β-紫罗兰酮的制备方法，其特征在于以α-环柠檬醛、3-环柠檬醛与丙酮为原料，在氢氧化钠水溶液中，在氮气保护下进行缩合反应，制备β-紫罗兰酮。
2. 根据权利要求1所述的一种联合制备P-紫罗兰酮的制备方法，其特征在于在反 应瓶中，加入a _环柠檬醛、|3 _环柠檬醛和丙酮，以及氢氧化钠水溶液，在氮气保护下搅拌 反应，气相色谱跟踪反应进程，当反应结束后加入酸中和，常压回收丙酮后，减压精馏收集 85-89°C /lmmHg馏分，得P-紫罗兰酮成品。
3. 根据权利要求1所述的一种联合制备e-紫罗兰酮的制备方法，其特征在于丙酮 投料量为a-环柠檬醛、|3-环柠檬醛按摩尔比的5-10倍。
4. 根据权利要求1所述的一种联合制备13 -紫罗兰酮的制备方法，其特征在于氢氧 化钠水溶液浓度为2-8%。
5. 根据权利要求4所述的一种联合制备P-紫罗兰酮的制备方法，其特征在于氢氧 化钠水溶液浓度为4-6%。
6. 根据权利要求1所述的一种联合制备P-紫罗兰酮的制备方法，其特征在于氢氧 化钠水溶液用量则为a-环拧檬醛、！3-环拧檬醛按重量比的5-10%倍。
7. 根据权利要求1所述的一种联合制备P-紫罗兰酮的制备方法，其特征在于反应 温度为30-60°C。
8. 根据权利要求1所述的一种联合制备13 -紫罗兰酮的制备方法，其特征在于中和 所用的酸选自硫酸、盐酸及乙酸等任意一种或几种。
9. 根据权利要求8所述的一种联合制备P-紫罗兰酮的制备方法，其特征在于中和所用的酸为乙酸。
全文摘要
本发明公开了一种联合制备β-紫罗兰酮的制备方法，属于有机中间体的合成技术领域。包含以下步骤在反应瓶中，加入α-环柠檬醛、β-环柠檬醛和丙酮，以及氢氧化钠水溶液，在氮气保护下搅拌反应，气相色谱跟踪反应进程，当反应结束后加入酸中和，常压回收丙酮后，减压精馏收集85-89℃/1mmHg馏分，得产品。本发明提供了一种全新的β-紫罗兰酮制备方法，本发明以简单易制备的工业原料α-环柠檬醛与丙酮缩合，可以直接制备β-紫罗兰酮，这改变了现有β-紫罗兰酮制备方法的传统思路；且具有操作简便，条件温和，收率高等优点，具有非常重要的工业化价值。
文档编号C07C45/67GK101781182SQ20101003976
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者党松年, 吴春雷, 吴毅斌, 张符, 沈润溥, 王林霞, 范少楼, 陶菲菲 申请人:绍兴文理学院