一种薄荷酰胺的高收率合成方法
【专利摘要】本发明公开了一种薄荷酰胺的高收率合成方法，包括如下步骤：（1）在容器中加入四氢呋喃溶剂，五氯化磷，复合催化剂充分搅拌,再取四氢呋喃溶剂溶解L-薄荷醇，然后制取L-氯代薄荷醇；（2）通过甲苯，L-氯代薄荷醇，NaCN，相转移催化剂三甲基苄基氯化铵加热反应、水洗后先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3)用多聚磷酸，与磷酸三乙酯，薄荷腈，加热回流5h，温度控制140℃,冷却后加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂，用丙酮-水重结晶提纯，得到成品。使用本发明的合成方法其中间体薄荷腈的产率更高，而且合成线路更合理，成品的综合收率可达75%，所得成品的凉度更强。
【专利说明】一种薄荷酰胺的高收率合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于香料及凉味剂生产【技术领域】。更具体地，本发明涉及一种凉味剂特别是一种薄荷酰胺的高收率合成方法。
【背景技术】
[0002]L-薄荷醇，又称薄荷脑，是人们最为熟悉的一种凉味剂，但由于不耐高温、易挥发，而且凉味持续时间短、瞬时作用强烈并带有苦昧，因此严重影响了它的使用效果和应用领域。在众多的新型凉味剂中，薄荷酰胺，具有挥发性低、凉味持久的优点，其凉感强度是薄荷醇的1.5倍，同时又无苦涩和灼烧感，是一种理想的薄荷醇替代品，近年来已引起了广泛的关注。
[0003]目前已报道的以薄荷甲腈为中间体合成薄荷酰胺类凉味剂的工艺，是将L-薄荷甲腈水解成L-薄荷甲酸再酰胺化得到目标产品，或以L-薄荷甲腈为原料通过里特反应得到目标产品。如专利W02010019730A1公开了美国Procter&Gamble公司的合成路线为在碱性条件下，将L-薄荷甲腈水解成L-薄荷甲酸后，制成L-薄荷甲酰氯，再与不同取代的氨反应制得不同种类的WS系列凉味剂；该路线的缺点是产生的三废多，安全性差，工艺复杂。 [0004]如香料香精化妆品2005年2月第I期《新型凉味剂N-乙基-L-薄荷基甲酰胺的合成研究》中王三永，李春荣，曹敢等人报道了以L-薄荷甲腈为中间体与硫酸二乙酯和甘油三醋酸酯反应制得WS-3，该工艺的缺点是其合成总收率只有41.3%，而且工艺比较复杂繁琐，收率低、成本高。
[0005]中国专利CN201210456066.2公开了一种薄荷酰胺类凉味剂的合成方法，包括如下步骤:按照L-薄荷甲腈:醇:酸的摩尔比为1: 2飞:1~4，将L-薄荷甲腈、醇和酸加入四口烧瓶中，在搅拌条件下回流，反应2飞h ;冷却，加入饱和碳酸氢钠至中性后回收醇，冷却、水洗、静置分层，干燥、收集有机层，获得L-薄荷甲酸酯；按照L-薄荷甲酸酯:取代氨:碱性催化剂的摩尔比为1: 2~10: 0.0f0.2，将所述L-薄荷甲酸酯、取代氨和碱性催化剂加入四口烧瓶中，回流5~12h，水洗，加入有机溶剂结晶，即得，产品含量99.5%，产率88%。其优点是三废少、操作安全、工艺简单，反应中过量的氨可回收循环套用，绿色环保，并且其产品凉感持久，香气纯正，但缺点是合成线路复杂，收率低。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是克服现有技术所存在的不足，提供一种薄荷酰胺的高收率合成方法，使用该合成方法其中间体薄荷腈的产率更高，而且合成线路更合理,成品的综合收率可达75%，所得成品的凉度更强。
[0007]本发明实现上述发明目的所采取的技术方案是:一种薄荷酰胺的高收率合成方法，包括如下步骤:(I)在容器中加入16L四氢呋喃溶剂，14KG五氯化磷，由0.7 KG六水合三氯化铝和0.08KG Ru负载型催化剂、0.06KG碱金属催化剂组成的复合催化剂充分搅拌，再取22L四氢呋喃溶剂溶解8.5KG的L-薄荷醇，将其在冰水浴条件下缓慢加入容器中反应，反应完全后，用氢氧化钠调节溶液pH至8，分出有机相，加无水硫酸镁干燥、过滤.将滤液加热蒸馏除去低沸点的溶剂，即得L-氯代薄荷醇；(2)加入150 L甲苯，100KG L-氯代薄荷醇，48KG NaCN, 3KG相转移催化剂三甲基苄基氯化铵，将反应液加热到78~82°C，反应3小时后，有机层水洗3次，先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3)在反应容器中加入
2.35 KG多聚磷酸，快速搅拌，缓慢加入1.41KG磷酸三乙酯，接着加入0.79KG薄荷腈，加热回流5h，温度控制140°C，待反应结束后冷却，在反应混合物中加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂，用丙酮-水重结晶提纯，得到成品。
[0008]作为改进，所述步骤(1)中的四氢呋喃溶剂也可以替换为N，N —二甲基甲酰胺，五氯化磷也可以替换为二氯亚砜。
[0009]作为改进，所述步骤(3)中的丙酮-水两者体积比为1.05:0.95。
[0010]在本发明中，采用多聚磷酸作催化剂，将薄荷腈与磷酸三乙酯反应制备薄荷酰胺，产率约60%。GC — MS (EI源)分析表明，产品为2个异构体的混合物，比例为61:39，即合成的产品中61%为1R，3S，4S构型，39%为1R，3R，4S构型。而在所有异构体中，IR，3R.4S构型具有最强的凉味。故而所得成品的凉味更佳。同时本合成路线采用六水合三氯化铝与Ru负载型催化剂和碱金属催化剂组成复合催化剂，进一步表现出超强的转化效果，收率可达85%以上,这是迄今收率最高的反应体系。
[0011]本发明的优点在于:1)该合成方法与传统合成方法相比，具有收率高，综合收率可达75%以上，而传统合成方法收率仅为30-55%，生产成本低，易工业化等优点。
[0012]其55b2)所合成 的成品其凉味强度大，无色、无味、无薄荷香气，产品纯度大于99，应用范围广，在添加到产品中，可以增强产品的凉味，却不会对产品本身的香味造成影响。
[0013]【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明进一步说明。
[0014]实施例1:(I)在容器中加入16L四氢呋喃溶剂，14KG五氯化磷，由0.7 KG六水合三氯化铝和0.08KG Ru负载型催化剂、0.06KG碱金属催化剂组成的复合催化剂充分搅拌，再取22L四氢呋喃溶剂溶解8.5KG的L-薄荷醇，将其在冰水浴条件下缓慢加入容器中反应，反应完全后，用氢氧化钠调节溶液PH至8，分出有机相，加无水硫酸镁干燥、过滤.将滤液加热蒸馏除去低沸点的溶剂，即得L-氯代薄荷醇；(2)加入150 L甲苯，100KG L-氯代薄荷醇，48KG NaCN, 3KG相转移催化剂三甲基苄基氯化铵，将反应液加热到78~82°C，反应3小时后，有机层水洗3次，先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3)在反应容器中加入
2.35 KG多聚磷酸，快速搅拌，缓慢加入1.41KG磷酸三乙酯，接着加入0.79KG薄荷腈，加热回流5h，温度控制140°C，待反应结束后冷却，在反应混合物中加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂，用丙酮-水重结晶提纯，得到成品。
[0015]实施例2: (I)在容器中加入16LN，N—二甲基甲酰胺，14KG 二氯亚砜，由0.7 KG六水合三氯化铝和0.08KG Ru负载型催化剂、0.06KG碱金属催化剂组成的复合催化剂充分搅拌，再取22L四氢呋喃溶剂溶解8.5KG的L-薄荷醇，将其在冰水浴条件下缓慢加入容器中反应，反应完全后，用氢氧化钠调节溶液PH至8，分出有机相，加无水硫酸镁干燥、过滤.将滤液加热蒸馏除去低沸点的溶剂，即得L-氯代薄荷醇；(2)加入150 L甲苯，100KG L-氯代薄荷醇，48KG NaCN, 3KG相转移催化剂三甲基苄基氯化铵，将反应液加热到78~82°C，反应3小时后，有机层水洗3次，先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3)在反应容器中加入2.35 KG多聚磷酸，快速搅拌，缓慢加入1.41KG磷酸三乙酯，接着加入0.79KG薄荷腈，加热回流5h，温度控制140°C，待反应结束后冷却，在反应混合物中加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去溶剂，用丙酮-水按照体积比为1.05:0.95进行重结晶提纯，得到成品。[0016]本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种薄荷酰胺的高收率合成方法，其特征在于包括如下步骤:(1)在容器中加入16L四氢呋喃溶剂，14KG五氯化磷，由0.7 KG六水合三氯化铝和0.08KG Ru负载型催化剂、0.06KG碱金属催化剂组成的复合催化剂充分搅拌，再取22L四氢呋喃溶剂溶解8.5KG的L-薄荷醇，将其在冰水浴条件下缓慢加入容器中反应，反应完全后，用氢氧化钠调节溶液PH至8，分出有机相，加无水硫酸镁干燥、过滤.将滤液加热蒸馏除去低沸点的溶剂，即得L-氯代薄荷醇；(2)加入150 L甲苯，100KGL-氯代薄荷醇，48KG NaCN，3KG相转移催化剂三甲基苄基氯化铵，将反应液加热到78~82°C，反应3小时后，有机层水洗3次，先蒸出甲苯，再减压蒸出L-薄荷腈；(3)在反应容器中加入2.35 KG多聚磷酸，快速搅拌，缓慢加入1.41KG磷酸三乙酯，接着加入0.79KG薄荷腈，加热回流5h，温度控制140°C，待反应结束后冷却，在反应混合物中加入蒸馏水，用氢氧化钠溶液中和至中性，再用乙醚萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，旋 蒸除去溶剂，用丙酮-水重结晶提纯，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种薄荷酰胺的高收率合成方法，其特征在于所述步骤(1)中的四氢呋喃溶剂也可以替换为N，N—二甲基甲酰胺，五氯化磷也可以替换为二氯亚砜。
3.根据权利要求1所述的一种薄荷酰胺的高收率合成方法，其特征在于所述步骤(3)中的丙酮-水两者体积比为1.05:0.95。
【文档编号】C07C231/06GK103694130SQ201310743247
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】丁铁梅 申请人:丁铁梅