专利名称：一种手性合成左旋薄荷醇的方法
技术领域：
本发明属于有机化学手性合成技术领域，具体涉及一种以右旋胡薄荷酮为原料 经两步反应手性合成左旋薄荷醇的方法。
背景技术：
薄荷醇(亦称薄荷脑和薄荷素油)具有特殊的芳香、辛辣感和凉感，作为世界 上销量最大的香料之一，被广泛用于食品工业、日用精细化工和医药卫生等方面。如 牙膏、食品、烟草、酒、清凉饮料、化妆品、香皂的加香；在医药上广泛用于驱风、防 腐、消炎、镇痛、止痒、健胃等药品中。左旋薄荷醇有三个手性中心，因此，存在8种 立体异构体，但在这8种立体异构体中，只有左旋薄荷醇(1-薄荷醇)具有较高的经济 价值。它有轻快的甜的刺激气味，有很强的清凉作用，清凉效果机理是刺激皮肤上的冷 感受器但不导致实际温度变化，而其他异构体对左旋薄荷醇的清凉效果有较大的影响， 左旋薄荷醇的含量纯度，决定了产品的品质。目前全球薄荷醇年产量估计在19000吨以 上，且市场上存在的基本上都是左旋薄荷醇。历史上薄荷醇均来自植物提取，产量受季节变化、种植面积、不良耕作等影响 较大，主产区中国和印度也难以提供稳定的产品供给，导致的价格波动幅度非常大。且 天然薄荷的种植量也难以满足日益扩大的市场需求，不足部分则需合成薄荷醇来填补。 合成薄荷醇口感稳定，感官上天然薄荷醇与合成薄荷醇完全可以互换，而且合成薄荷醇 不含天然薄荷醇中存在的杂质，因此其口感味道纯正，加之价格相对便宜，有独特的优 势，更易于被厂家接受。当前因自然环境的破坏、种植面积的锐减和劳动力成本上升等因素的影响，天 然薄荷醇的产量越来越低，加之市场需求日益增加，共同加剧了薄荷醇价格的上涨。因 此工业合成薄荷醇经济前景广阔、提升空间大。薄荷醇的合成方法可分为两种(1)制备消旋薄荷醇，然后进行手性拆分制得 左旋薄荷醇；(2)利用不对称合成技术，不需要拆分直接得到左旋薄荷醇。第一种方法的缺点是，拆分步骤繁杂，产率普遍不高。上世纪60年代，美国 的赫克力士公司(Hercules)研发的路线就是经过用拆分法合成左旋薄荷醇(Acharya， S.P. ； Brown, H.C.J.Am.Chem.Soc.1967, 89，19251effingwell，J.C.&R.E.Shackelford, Laevo-Menthol syntheses and organoleptic properties, Cosmeticsand Perfumery, 1974, 89(6)，69-89)，但至今未能实现工业化生产。但是，德国德之馨公司依托其高超的 氢化技术和异构化重整技术(Kuhn，W. ； Funk, H. ； Senft, G. ； Koerber, K.A.DE 10239274，2002[Chem.Abstr.2002, 140，217823].)，将左旋薄荷醇成功产业化。最近德 国德之馨公司发明了一种了脂肪酶拆分技术，得到的左旋薄荷醇ee值接近100%，但成 本过高并未能工业化应用(Gatfield，I. ； Hilmer, E. ； Bornscheuer, U. ； Schmidt, R.； Vorlova, S.EP 1223223，2002[Chem.Abstr.2002, 137，78009].)。日本高砂公司以月桂烯为起始原料经过五步合成制备左旋薄荷醇，其核心反应是手性铑催化剂[Rh((S)_BINAP)2]C104催化烯丙基胺的不对称氢迁移反应(S.Otsuka， K.Tani, Synthesis 1996，665 ； EP 0068506, 1982)。 日本高砂公司是世界上第一个利用
不对称合成技术合成左旋薄荷醇的公司。在南欧和北非广泛的商业种植的薄荷，其主要组成成分蒲勒酮(右旋胡薄 荷酮、胡薄荷酮，亦称长叶薄荷酮)，价格较低廉可用做商业手性合成左旋薄荷醇的 原料，西班牙公司Bordas以其为起始原料经两步氢化制备左旋薄荷醇(Leffingwell， J.C.&R.E.Shackelford， Laevo-Menthol syntheses and organolepticproperties, Cosmetics and Perfumery, 89(6)，69-89，1974)，反应式如下所示
权利要求
1.一种手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，以右旋胡薄荷酮为起始原料，先 经手性铑催化剂催化氢化生成左旋薄荷酮，再经手性钌催化剂催化氢化左旋薄荷酮合成 左旋薄荷醇。
2.根据权利要求1所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，所述的铑 催化剂是[Rh ((S)-Ligand) 2]X，铑催化剂的配体为(S) _2，2 ‘-双[二(对甲苯 基)膦基]-1，1'-联萘((S)-p-Tol-BINAP)、(S)_2，2'-双(二苯基膦基)-1， 1'-联萘((S)-BINAP)或(S)_2，2'-双[二(3，5-二苯基)膦基]-1，1'-联萘 ((S)-XylBINAP)；铑催化剂的阴离子 X 为 BF4、SbF6、PF6> ClO4 或 Cl。
3.根据权利要求1所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，所述的钌催化剂 是[RuX2(phosphane) (diamine)]，钌催化剂的配体包括膦配体、卤素配体和二胺配体，其 中膦配体为(S)_2，2'-双[二(3，5-二苯基)膦基]-1，1'-联萘((S)-XylBINAP)、 (S)-2, 2'-双(二苯基膦基)-1，1'-联萘((S)-BINAP)或(S)_2，2'-双[二(对 甲苯基)膦基]-1，1'-联萘((S)-p-Tol-BINAP)；卤素配体X为Cl、Br, I或F; 二 胺配体为(S)-l，1-二(4-甲氧基苯基)-3_异丙基-1，2-二胺((S)-DAIPEN)或(1S， 2S)_1，2-二苯基-1，2-二胺(S，S)_DPEN)。
4.根据权利要求2所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，所述的铑催化剂 的催化量在0.1 5mol%之间。
5.根据权利要求2所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，所述的铑催化剂 的反应介质是四氢呋喃、二氯甲烷、乙醇、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺或丙酮。
6.根据权利要求3所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，所述的钌催化剂 的催化量在0.05 5mol%之间。
7.根据权利要求1所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，所述的右旋胡薄 荷酮手性铑催化剂催化氢化生成左旋薄荷酮在Iatm IOOatm氢压下进行。
8.根据权利要求1所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，所述的手性钌催 化剂催化氢化左旋薄荷酮合成左旋薄荷醇时加入分压Iatm SOatm的氢气。
9.根据权利要求3所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，所述的钌催化剂 的反应介质是异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺、乙醇、甲醇、四氢呋喃或丙酮。
10.根据权利要求3所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特征在于，所述的钌催化 剂的碱性体系是碳酸钾、氢氧化钾、叔丁醇钾或异丙醇钾。
全文摘要
本发明公开了一种手性合成左旋薄荷醇的方法，该方法以右旋胡薄荷酮为起始原料，先经手性铑催化剂催化氢化生成左旋薄荷酮，再经手性钌催化剂催化氢化左旋薄荷酮合成左旋薄荷醇。本发明所公开的通过不对称合成技术合成左旋薄荷醇的方法，左旋薄荷酮收率大于90％，ee值大于99％，所得左旋薄荷醇总收率大于83％，ee值大于98％，比旋光度-49°～-50°，具有合成工艺简单、产率高、选择性好、催化剂活性高回收简单等特点，适合大规模工业生产左旋薄荷醇。
文档编号C07C29/145GK102010297SQ20101055490
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者李春荣, 杨定乔, 段泽斌, 王三永 申请人:华南师范大学, 广东省食品工业研究所