专利名称：一种高纯度丁位癸内酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高纯度丁位癸内酯的制备方法。
背景技术：
δ -癸内酯又称δ -正戊基-δ _戊内酯或丁位癸内酯，具有强烈持久的奶油香的 特征成分，是调制牛奶和奶油香精的主体香料，同时也广泛用于调配椰子、草莓、桃等香 料S-癸内酯在人造奶油、冰淇淋、软饮料、糖果，焙烤食品及调味料中大量应用，市场
需求量大。尽管合成丁位癸内酯的报道很多，但归纳起来其合成路线主要有以下两类第一 类首先制备出α-戊基环戊酮，然后再通过Baeyer-Villiger反应扩
环成丁位癸内酯。由于α-戊基环戊酮结构不对称所以Baeyer-Villigery氧化重排反 应存在反向插入副反应得到两种结构的内酯，很难分离，因而得到的丁位癸内酯纯度只 有98%左右达不到99%以上。第二类先制备5-羟基癸酸，然后再分子内脱水环化成丁位癸内酯。但目前现 有的合成路线主要是以间苯二酚为原料经还原得到1,3-环己二酮，然后烷基化再在碱性 条件下开环得到5-氧代癸酸，再用硼氢化钠得到5-羟基癸酸。但此类路线原料价格太 贵，且反应路线长，不易实现工业化生产。
发明内容
本发明为了解决上述所存在的原料价格昂贵、反应路线复杂、产品收率低、不 易工业化生产等问题，提供了一种原料易得，制备步骤少且操作简单，所的产品纯度 高，易于实现工业化生产，即以戊二酸酐为原料制备丁位癸内酯的方法。本发明的技术方案
一种高纯度丁位癸内酯的制备方法，以戊二酸酐为原料，通过与卤代戊烷的格氏试 剂加成得到5-氧代癸酸的中间体，再经硼氢化钠还原、酸性环合得到丁位癸内酯。其制 备反应式如
图1所示。上述的一种丁位内酯的制备方法，具体包括如下制备步骤
(1)、卤代戊烷格氏试剂的制备
氮气保护下，在配有电磁搅拌、温度计和带有干燥管的回流冷凝管的500ml四口烧 瓶中加入四氢呋喃(THF) 200ml、镁片IOg (0.42mol)和少量碘，升温至50°C ,滴加 溶于40ml四氢呋喃的卤代戊烷60g (0.40mol)，控制温度不超过70°C，滴加完毕后， 继续搅拌lh，得卤代戊烷的格氏试剂；
(2)、5-氧代癸酸中间体的制备
氮气保护下，在IL的四口瓶中，加入300ml四氢呋喃、36g的戊二酸酐和2 4g铜 盐，冷却至-20 -5°C，滴加上述卤代戊烷的格氏试剂，Ih左右滴加完，滴加完毕后， 维持反应温度继续搅拌2h，用lmol/L的盐酸溶液酸化至pH=2，静置分去水层，水层用甲基叔丁基醚萃取两次，合并有机相，饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸钠干燥， 减压脱溶剂得到粗品5-氧代癸酸； (3)、丁位癸内酯的制备 在500ml三口瓶中加入150g5%的氢氧化钠溶液和上述5-氧代癸酸粗品，常温搅拌 Ih,冷却至0°C，缓慢加入6g硼氢化钠，控制温度5-10°C，加入完毕后在常温继续搅拌 Ih,之后加入6mol/L的盐酸溶液酸化至pH=4，用甲基叔丁基醚萃取水层三次，合并有 机相，分别用5%碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏得 最终产物丁位内酯；
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为117 120°C /0.02mmHg。本发明的有益效果
本发明使用的原材料戊二酸酐和卤代戊烷都是商业化产品，反应原料易得、价格低 廉，即原材料成本低，同时，本发明的制备方法步骤少、操作简单，易于工业化，且产 品收率较高，其摩尔收率可达70%，纯度达到了 99%以上。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。本发明中所用的原料及各种试剂均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公
司ο丁位癸内酯的测定方法气相色谱分析 丁位癸内酯的总产率以戊二酸酐计摩尔收率计算
本发明所用的仪器GC1690气相色谱仪，中国杭州科晓化工仪器设备有限公司 实施例1
(1)、溴代戊烷格氏试剂的制备
氮气保护下，在配有电磁搅拌、温度计和带有干燥管的回流冷凝管的500ml四口烧 瓶中加入四氢呋喃200ml、镁片IOg和少量碘，升温至50°C ,滴加溶于40ml四氢呋喃的 60g溴戊烷，控制温度不超过70°C，滴加完毕后，继续搅拌lh，得溴戊烷的格氏试剂；
(2)、5-氧代癸酸中间体的制备
氮气保护下，在IL的四口瓶中，加入300ml四氢呋喃、36g的戊二酸酐和2.8g碘化 亚铜，冷却 至-20°C，滴加上述溴戊烷的格氏试剂，滴加时间为Ih左右。滴加完毕后， 再继续搅拌2h，加入lmol/L的盐酸溶液水解至pH=2，静置分去水层，水层用甲基叔丁 基醚萃取两次，合并有机相，饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，再减压脱 去溶剂得到粗品5-氧代癸酸39.3g ；
(3)、丁位癸内酯的制备
在500ml三口瓶中加入150g5%的氢氧化钠溶液和上述5-氧代癸酸粗品，常温搅 拌lh，冷却至0°C，缓慢加入6g硼氢化钠，控制温度5 10°C，加完后在常温继续搅 拌lh，加入6mol/L的盐酸溶液酸化至pH=4，用甲基叔丁基醚萃取水层三次，合并有机 相，分别用5%碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏收集 117 120°C /0.02mmHg的产物35.2g。经气相色谱分析所得的丁位癸内酯纯度为99.2%， 总产率以戊二酸酐起始原料计算摩尔收率达65%。
实施例2
(1)、氯戊烷格氏试剂的制备
氮气保护下，在配有电磁搅拌、温度计和带有干燥管的回流冷凝管的500ml四口烧 瓶中加入四氢呋喃200ml、镁片IOg和少量碘，升温至50°C ,滴加溶于40ml四氢呋喃 的42.7g氯戊烷，控制温度不超过70°C，滴加完毕后，继续搅拌lh，得氯戊烷的格氏试 剂；
(2)、5-氧代癸酸中间体的制备
氮气保护下，在IL的四口瓶中，加入300ml四氢呋喃、36g的戊二酸酐和2.8g碘化 亚铜，冷却至-20°C，滴加上述氯戊烷的格氏试剂，滴加时间为Ih左右，滴加完毕后， 再继续搅拌2h，加入lmol/L的盐酸溶液水解至pH=2，静置分去水层，水层用甲基叔丁 基醚萃取两次，合并有机相，饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，再减压脱 去溶剂得到粗品5-氧代癸酸30.2g ；
(3)、丁位癸内酯的制备
在500ml三口瓶中加入142g5%的氢氧化钠溶液和上述5-氧代癸酸粗品，常温搅 拌lh，冷却至0°C，缓慢加入6g硼氢化钠，控制温度5 10°C，加完后在常温继续搅 拌lh，加入6mol/L的盐酸溶液酸化至pH=4，用甲基叔丁基醚萃取水层三次，合并有机 相，分别用5%碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏收集 117 120°C /0.02mmHg的产物24.8g。经气相色谱分析测定所得的丁位癸内酯纯度为 99.1%，总产率以戊二酸酐起始原料计算摩尔收率达46.1%。实施例3
(1)、溴代戊烷格氏试剂的制备
同实施例1 ；
(2)、5-氧代癸酸的制备
氮气保护下，在IL的四口瓶中，加入300ml四氢呋喃、36g的戊二酸酐和4g溴化 铜，冷却至-20°C，滴加上述溴戊烷的格氏试剂，滴加时间为Ih左右，滴加完毕后，再 继续搅拌2h，加入lmol/L的盐酸溶液水解至pH=2，静置分去水层，水层用甲基叔丁基 醚萃取两次，合并有机相，饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，再减压脱去 溶剂得到粗品5-氧代癸酸45.5g ；
(3)、丁位癸内酯的制备
在500ml三口瓶中加入215g5%的氢氧化钠溶液和上述5-氧代癸酸粗品，常温搅 拌lh，冷却至0°C，缓慢加入6g硼氢化钠，控制温度5 10°C，加完后在常温继续搅 拌lh，加入6mol/L的盐酸溶液酸化至pH=4，用甲基叔丁基醚萃取水层三次，合并有机 相，分别用5%碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏收集 117 120°C /0.02mmHg的产物37.7g。经气相色谱分析所得的丁位癸内酯纯度为99.3%， 总产率以戊二酸酐起始原料计算摩尔收率达70.0%。实施例4
(1)、溴代戊烷格氏试剂的制备
氮气保护下，在配有电磁搅拌、温度计和带有干燥管的回流冷凝管的500ml四口烧 瓶中加入四氢呋喃200ml、镁片IOg和少量碘，升温至50°C ,滴加溶于40ml四氢呋喃的60g溴戊烷，控制温度不超过70°C，滴加完毕后，继续搅拌lh，得溴戊烷的格氏试剂；
(2)、5-氧代癸酸的制备
氮气保护下，在IL的四口瓶中，加入300ml四氢呋喃、36g的戊二酸酐和3.0g碘化 铜，冷却至-20°C，滴加上述溴戊烷的格氏试剂，滴加时间为Ih左右，滴加完毕后，再 继续搅拌2h，加入lmol/L的盐酸溶液水解至pH=2，静置分去水层，水层用甲基叔丁基 醚萃取两次，合并有机相，饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，再减压脱去 溶剂得到粗品5-氧代癸酸47.2g ；
(3)、丁位癸内酯的制备
在500ml三口瓶中加入220g5%的氢氧化钠溶液和上述5-氧代癸酸粗品，常温搅 拌lh，冷却至0°C，缓慢加入6g硼氢化钠，控制温度5 10°C，加完后在常温继续搅 拌lh，加入6mol/L的盐酸溶液酸化至pH=4，用甲基叔丁基醚萃取水层三次，合并有机 相，分别用5%碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏收集 117 120°C /0.02mmHg的产物38.9g。经气相色谱分析所得的丁位癸内酯纯度为99.2%， 总产率以戊二酸酐起始原料计算摩尔收率达72.0%。 以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所做的 任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高纯度丁位癸内酯的制备方法，其特征在于以戊二酸酐为原料，通过与卤代 戊烷的格氏试剂加成得到5-氧代癸酸的中间体，再经硼氢化钠还原、酸性环合得到丁位 癸内酯。
2.如权利要求1所述的一种高纯度丁位癸内酯的制备方法，其特征在于其具体制备步 骤如下(1)、卤代戊烷格氏试剂的制备氮气保护下，在配有电磁搅拌、温度计和带有干燥管的回流冷凝管的500ml四口烧 瓶中加入四氢呋喃200ml、镁片IOg (0.42mol)和少量碘，升温至50°C ,滴加溶于40ml 四氢呋喃的卤代戊烷60g (0.40mol)，控制温度不超过70°C，滴加完毕后，继续搅拌 Ih,得卤代戊烷的格氏试剂；(2)、5-氧代癸酸中间体的制备氮气保护下，在IL的四口瓶中，加入300ml四氢呋喃、60g的戊二酸酐和4g铜盐， 冷却至-20 -5°C，滴加上述卤代戊烷的格氏试剂，滴加完毕后，继续搅拌2h，用lmol/ L的盐酸溶液酸化至pH=2，静置分去水层，水层用甲基叔丁基醚萃取两次，合并有机 相，饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸钠干燥，减压脱溶剂得到粗品5-氧代癸酸；(3)、丁位癸内酯的制备在500ml三口瓶中加入150g5%的氢氧化钠溶液和上述5-氧代癸酸粗品，常温搅拌 Ih,冷却至0°C，缓慢加入6g硼氢化钠，控制温度不超过10°C，加入完毕后在常温继续 搅拌lh，之后加入6mol/L的盐酸溶液酸化至pH=4，用甲基叔丁基醚萃取水层三次，合 并有机相，分别用5%碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤至中性，无水硫酸镁干燥，减压蒸 馏得到丁位癸内酯。
3.如权利要求1或2所述的一种高纯度丁位癸内酯的制备方法，其特征在于步骤 (1)卤代戊烷格氏试剂的制备中所述的卤代戊烷为溴代戊烷或氯代戊烷。
4.如权利要求2所述的一种高纯度丁位癸内酯的制备方法，其特征在于步骤(2)所 述5-氧代癸酸中间体的制备中所述的铜盐为碘化亚铜、碘化铜或溴化铜。
5.如权利要求2所述的一种高纯度丁位癸内酯的制备方法，其特征在于步骤(3)丁位癸内酯的制备中所述的减压蒸馏过程中控制过程参数为117 1200C /0.02mmHgo
全文摘要
本发明公开了一种高纯度丁位癸内酯的制备方法，即以戊二酸酐为原料，通过与卤代戊烷的格氏试剂加成得到5-氧代癸酸中间体，在碱性条件下用硼氢化钠还原、再酸化环合得到高纯度丁位癸内酯。本发明使用的原材料戊二酸酐和卤代戊烷都是商业化产品，反应原料易得、价格低廉。同时本发明的制备方法步骤少、操作简单，易于工业化，且产品收率较高，其摩尔收率达70%，纯度达到了99%以上。
文档编号C07D309/30GK102010391SQ20101054477
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者梁立冬, 王之建, 贾卫民, 赵延伟 申请人:上海应用技术学院