专利名称：一种西瓜酮的合成工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于香精香料合成技术领域，具体涉及一种用碘化钾作为催化剂合成西瓜 酮的工艺。
背景技术：
西瓜酮不仅具有清新、果香、海藻等特殊香味而且其无毒副作用，广泛应用于医 药、食品、洗化等产品的加香。因此西瓜酮是高附加值精细化学品，近几年，市场需求量逐年 增加，市场前景广阔。现有西瓜酮合成方法，如《瑞士化学学报》(《HELVETICA CHEMICAACTA》)2007 年第90卷的“一种新颖的可用定性嗅觉法评估的苯并二氧杂菔酮同类物合成路 线” ("Synthesisof Benzodioxepinone Analogues via a Novel Synthetic Route with Qualitative OlfactoryEvaluation”)-文中，公开的方法是用4_甲基邻苯二酚和溴乙 酸甲酯在无水二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中缩合生成(2-甲氧羰基甲氧基-4-甲基-苯氧 基)-乙酸甲基酯，然后在无水四氢呋喃(THF)溶剂中，在叔丁醇钾的强碱性作用条件下进 行狄克曼缩合生成7-甲基-3-羰基-3，4-二氢-2H-苯并[b][l，4] 二氧杂环_2/4_羧酸 甲基酯，最后在乙醇和5%盐酸水溶液中水解脱羧得到西瓜酮，其反应路线为
权利要求
一种合成西瓜酮的工艺，其特征在于具体的步骤如下(1)威廉森缩合反应用碘化钾作催化剂，先在碘化钾催化剂中加入无水丙酮溶剂，搅拌溶解，再将碘化钟催化剂溶液放置于已干燥的回流反应容器中，加热至70～90℃，然后先滴加入溴乙酸甲酯，滴加完毕后，再依次加入碳酸钾和4 甲基邻苯二酚，加料完毕后在70～90℃恒温下搅拌回流进行威廉森缩合反应5～6h，其中碘化钾的质量∶无水丙酮溶剂的体积比为1g∶20～30ml；4 甲基邻苯二酚的质量∶碘化钾的质量∶碳酸钾的质量∶溴乙酸甲酯的体积比为1g∶0.3～1.3g∶1.07～6.41g∶1.58～2.74ml；(2)威廉森缩合反应后处理第(1)步完成后，将第(1)步制备出的威廉森缩合反应悬浮液置于抽滤机中，进行抽滤至无滤液滴出为止，分别收集滤液和滤渣，将收集的滤液置于旋转蒸发器中，在40～50℃下进行旋转蒸发，分别收集蒸发出的无水丙酮溶剂和蒸发余液，将收集的蒸发余液先用质量分数为5％的氢氧化钠溶液洗涤至pH值为8～9为止，对洗涤后的混合液再用10～20倍体积的二氯甲烷进行萃取，静置分层，分别收集上层无机盐溶液和下层二氯甲烷溶液，将收集的下层二氯甲烷溶液，用10～20倍体积的水进行反萃取，静置分层，分别收集上层水溶液和下层二氯甲烷溶液，在收集的二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲烷溶液的体积∶无水硫酸钠的质量比为1ml∶0.1～0.2g，搅拌1～2h后置于过滤机中过滤，分别收集滤液和滤渣，将收集的滤液置于旋转蒸发器中，在30～40℃下进行旋转蒸发，分别收集蒸发出的二氯甲烷溶剂和蒸发余液，将收集的蒸发余液(2 甲氧羰基甲氧基 4 甲基 苯氧基) 乙酸甲基酯在 10～0℃下保存；(3)狄克曼缩合反应第(2)步完成后，在第(2)步收集保存的(2 甲氧羰基甲氧基 4 甲基 苯氧基) 乙酸甲基酯中加入无水四氢呋喃，在叔丁醇钾中加入无水四氢呋喃，其中(2 甲氧羰基甲氧基 4 甲基 苯氧基) 乙酸甲基酯的质量∶无水四氢呋喃的体积比为1g∶20～30ml；叔丁醇钾的质量∶无水四氢呋喃的体积比为1g∶20～30ml；然后，先在冰水浴冷却及氮气保护下，将配制成的(2 甲氧羰基甲氧基 4 甲基 苯氧基) 乙酸甲基酯溶液和叔丁醇钾溶液放置于已干燥容器中，搅拌混合均匀后再在氮气保护下，将盛有混合液的容器转移到油浴锅中，在50～60℃恒温下搅拌回流进行狄克曼缩合反应30～60min，停止加热，最后再在反应容器中加入冰水，并用盐酸溶液调节其pH值为2～3，其中(2 甲氧羰基甲氧基 4 甲基 苯氧基) 乙酸甲基酯∶叔丁醇钾的质量比为1∶0.84～1.5，狄克曼缩合反应液∶冰水的体积比为1∶10～20；(4)狄克曼缩合反应后处理第(3)步完成后，将第(3)步制备出的狄克曼缩合反应溶液置于旋转蒸发器中，在50～60℃下进行旋转蒸发，分别收集蒸发出的无水四氢呋喃溶剂和蒸发余液，将收集的蒸发余液用10～20倍体积的二氯甲烷进行萃取，静置分层，分别收集上层水溶液和下层二氯甲烷层溶液，在收集的下层二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲烷溶液的体积∶无水硫酸钠的质量比为1ml∶0.1～0.2g，搅拌1～2h后置于过滤机中过滤，分别收集滤液和滤渣，将收集的滤液置于旋转蒸发器中，在30～40℃下进行旋转蒸发，分别收集蒸发出的二氯甲烷溶剂和蒸发余液，将收集的蒸余液即7 甲基 3 羰基 3，4 二氢 2H 苯并[b][1，4]二氧杂环 2/4 羧酸甲基酯在 20～ 10℃下保存；(5)水解脱羧反应第(4)步完成后，在第(4)步收集保存的7 甲基 3 羰基 3，4 二氢 2H 苯并[b][1，4]二氧杂环 2/4 羧酸甲基酯中加入乙醇，搅拌溶解，其中7 甲基 3 羰基 3，4 二氢 2H 苯并[b][1，4]二氧杂环 2/4 羧酸甲基酯的质量∶乙醇的体积比为1g∶20～30ml；然后先将溶解后的7 甲基 3 羰基 3，4 二氢 2H 苯并[b][1，4]二氧杂环 2/4 羧酸甲基酯溶液放置于反应容器中，加入5％的盐酸溶液，再置于油浴锅中，在80～90℃恒温下搅拌回流进行水解脱羧反应2～3h，停止加热，最后再在反应容器中加入冰水，其中7 甲基 3 羰基 3，4 二氢 2H 苯并[b][1，4]二氧杂环 2/4 羧酸甲基酯的质量∶5％盐酸的体积比为1g∶20～30ml；水解脱羧反应液∶冰水的体积比为1∶10～20；(6)水解脱羧反应后处理制备西瓜酮第(5)步完成后，将第(5)步制备出的水解脱羧反应溶液置于旋转蒸发器中，在50～60℃下进行旋转蒸发，分别收集蒸发出的乙醇溶剂和蒸发余液，将收集的蒸发余液用10～20倍体积的二氯甲烷进行萃取，静置分层，分别收集上层水溶液和下层二氯甲烷层溶液，在收集的下层二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲烷溶液的体积∶无水硫酸钠的质量比为1ml∶0.1～0.2g，搅拌1～2h进行吸水干燥后置于过滤机中过滤，分别收集滤液和滤渣，将收集的滤液置于旋转蒸发器中，在30～40℃下进行旋转蒸发，分别收集蒸发出的二氯甲烷溶剂和蒸发余液，将收集的蒸发余液西瓜酮粗产品通过硅胶柱柱层析，同时用乙酸乙酯∶环己烷的体积比为1∶1的洗脱剂洗脱，收集层析液，将收集的层析液置于旋转蒸发器中，在40～50℃下进行旋转蒸发，分别收集蒸发出的洗脱剂和蒸发余液。
2.按照权利要求1所述的一种西瓜酮的合成工艺，其特征在于第(1)步中，回流反应器中的加热温度为80°C，在80°C恒温下搅拌回流5. 5h，其中碘 化钾的质量无水丙酮溶剂的体积比为Ig 25ml ；4-甲基邻苯二酚的质量碘化钾的质 量碳酸钾的质量溴乙酸甲酯的体积比为Ig Ig 4. 27g 2. 53ml ；第(2)步中，在45°C下进行脱去无水丙酮溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液用质 量分数为5%的氢氧化钠溶液洗涤至pH值为8. 5为止，对洗涤后的混合液再用15倍体 积的二氯甲烷进行萃取，将收集的下层二氯甲烷溶液，用15倍体积的水进行反萃取，在收 集的二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲烷溶液的体积无水硫酸钠的质量比为 Iml 0. 15g，搅拌1.5h，在35°C下进行脱去二氯甲烷溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液 即(2-甲氧羰基甲氧基-4-甲基-苯氧基)_乙酸甲基酯在_5°C下保存；第(3)步中，(2-甲氧羰基甲氧基-4-甲基-苯氧基)-乙酸甲基酯的质量无水四氢 呋喃的体积比为Ig 20ml ；叔丁醇钾的质量无水四氢呋喃的体积比为Ig 20ml ；油浴锅中，在60°C恒温下搅拌回流30min，并用盐酸溶液调节其pH值为2，其中(2-甲 氧羰基甲氧基-4-甲基-苯氧基)_乙酸甲基酯叔丁醇钾的质量比为Ig 0.84g;狄克 曼缩合反应液冰水的体积比为1 10;第(4)步中，在50°C下进行脱去无水四氢呋喃溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液用 10倍体积的二氯甲烷进行萃取，在收集的下层二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲 烷溶液的体积无水硫酸钠的质量比为Iml 0. lg，搅拌lh，在30°C下进行脱去二氯甲烷溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸余液即7-甲基-3-羰基-3，4-二氢-2H-苯并[b][l，4] 二氧 杂环-2/4-羧酸甲基酯在-10°C下保存；第(5)步中，7-甲基-3-羰基-3，4-二氢-2H-苯并[b][l，4] 二氧杂环_2/4_羧酸甲 基酯的质量乙醇的体积比为Ig 20ml ；油浴锅中，在90°C恒温下搅拌回流反应2h，7-甲基-3-羰基-3，4- 二氢-2H-苯并[b] [1，4] 二氧杂环-2/4-羧酸甲基酯的质量5%盐酸的体积比为Ig 20ml;水解脱羧反应 液冰水的体积比为1 10 ；第(6)步中，在50°C下进行脱去乙醇溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液用10倍体积 的二氯甲烷进行萃取，在收集的下层二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲烷溶液的 体积无水硫酸钠的质量为Iml 0. lg，搅拌lh，在30°C下进行脱去二氯甲烷溶剂的旋转 蒸发，在40°C下进行除去洗脱剂的旋转蒸发。
3.按照权利要求2所述的一种西瓜酮的合成工艺，其特征在于第(1)步中，回流反应器中的温度为70°C，在70°C恒温下搅拌回流反应6h，其中碘 化钾的质量无水丙酮溶剂的体积比为Ig 30ml ；4-甲基邻苯二酚的质量碘化钾的质 量碳酸钾的质量溴乙酸甲酯的体积比为Ig 1. 3g 4. 27g 2. 53ml ；第(2)步中，在50°C下进行脱去无水丙酮溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液用质 量分数为5%的氢氧化钠溶液洗涤至pH值为9为止，对洗涤后的混合液再用20倍体积 的二氯甲烷进行萃取，将收集的下层二氯甲烷溶液，用20倍体积的水进行反萃取，在收 集的二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲烷溶液的体积无水硫酸钠的质量比为 Iml 0.2g，搅拌2h，在40°C下进行脱去二氯甲烷溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液即 (2-甲氧羰基甲氧基-4-甲基-苯氧基)_乙酸甲基酯在-10°C下保存。
4.按照权利要求2所述的一种西瓜酮的合成工艺，其特征在于第(1)步中，回流反应器中的加热温度为90°C，在90°C恒温下搅拌回流5h，其中碘 化钾的质量无水丙酮溶剂的体积比为Ig 20ml ；4-甲基邻苯二酚的质量碘化钾的质 量碳酸钾的质量溴乙酸甲酯的体积比为Ig Ig 6.41g 2.53ml;第(2)步中，在40°C下进行脱去无水丙酮溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液用质 量分数为5 %的氢氧化钠溶液洗涤至pH值为8为止，对洗涤后的混合液再用10倍体积 的二氯甲烷进行萃取，将收集的下层二氯甲烷溶液，用10倍体积的水进行反萃取，在收 集的二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲烷溶液的体积无水硫酸钠的质量比为 Iml 0. lg，搅拌lh，在30°C下进行脱去二氯甲烷溶剂的旋转蒸发；第(3)步中，(2-甲氧羰基甲氧基-4-甲基-苯氧基)_乙酸甲基酯的质量无水四氢 呋喃的体积比为Ig 30ml ；叔丁醇钾的质量无水四氢呋喃的体积比为Ig 30ml ；油浴锅中，在50°C恒温下搅拌回流60min，并用盐酸溶液调节其pH值为3，其中(2-甲 氧羰基甲氧基-4-甲基-苯氧基)_乙酸甲基酯叔丁醇钾的质量比为Ig 1.5g;狄克曼 缩合反应液冰水的体积比为1 20 ；第(4)步中，在60°C下进行脱去无水四氢呋喃溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液用 20倍体积的二氯甲烷进行萃取，在收集的下层二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲 烷溶液的体积无水硫酸钠的质量比为Iml 0.2g，搅拌2h，在40°C下进行脱去二氯甲烷 溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸余液即7-甲基-3-羰基-3，4-二氢-2H-苯并[b][l，4] 二氧杂环-2/4-羧酸甲基酯在-20°C下保存。
5.按照权利要求2所述的一种西瓜酮的合成工艺，其特征在于 第(1)步中，回流反应器中的加热温度为90°C，在90°C恒温下搅拌回流5h，其中碘 化钾的质量无水丙酮溶剂的体积比为Ig 20ml ；4-甲基邻苯二酚的质量碘化钾的质 量碳酸钾的质量溴乙酸甲酯的体积比为Ig Ig 4. 27g 2. 74ml ；第(2)步中，在40°C下进行脱去无水丙酮溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液用质 量分数为5 %的氢氧化钠溶液洗涤至pH值为8为止，对洗涤后的混合液再用10倍体积 的二氯甲烷进行萃取，将收集的下层二氯甲烷溶液，用10倍体积的水进行反萃取，在收 集的二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲烷溶液的体积无水硫酸钠的质量比为 Iml 0. lg，搅拌lh，在30°C下进行脱去二氯甲烷溶剂的旋转蒸发；第(5)步中，7-甲基-3-羰基-3，4-二氢-2H-苯并[b][l，4] 二氧杂环_2/4_羧酸甲 基酯的质量乙醇的体积比为Ig 30ml ；油浴锅中，在80°C恒温下搅拌回流3h，7-甲基-3-羰基-3，4- 二氢-2H-苯并[b] [1， 4] 二氧杂环-2/4-羧酸甲基酯的质量5%盐酸的体积比为Ig 30ml，水解脱羧反应液 冰水的体积比为1 20;第(6)步中，在60°C下进行脱去乙醇溶剂的旋转蒸发，将收集的蒸发余液用20倍体积 的二氯甲烷进行萃取，在收集的下层二氯甲烷溶液中加入无水硫酸钠，其二氯甲烷溶液的 体积无水硫酸钠的质量为Iml 0.2g，搅拌2h，在40°C下进行脱去二氯甲烷溶剂的旋转 蒸发，在50°C下进行除去洗脱剂的旋转蒸发。
全文摘要
一种西瓜酮的合成工艺，属于香精香料合成技术领域。本发明用碘化钾作催化剂，先将溴乙酸甲酯与碘化钾进行置换反应，再经威廉森缩合反应及后处理，然后经狄克曼分子内缩合反应及后处理，最后经水解脱羧反应及后处理而得西瓜酮产品。本发明具有收率高且产品纯度高达99.5％，反应温度温和，分离工艺简单，生产成本低，便于推广应用，等特点。本发明可广泛应用于工业生产西瓜酮，采用本发明工艺合成的西瓜酮可广泛作医药、食品、洗化等产品的香精香料。
文档编号C07D321/10GK101962378SQ20101051696
公开日2011年2月2日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者吴纪周, 张雅峥, 徐玉婷, 李文平, 江寒梅, 董立春, 谭世语, 黄少建 申请人:重庆大学