δ-癸内酯的合成

第18卷第4期精细化工Val.18,No.42001年4月FINE CHEMICALSApr.200 1着義与警機δ-癸内酯的合成张大永,刘宏(南京师范大学化学与环境科学学院应用化学系,江苏南京210097)捕要:采用廉价易得的己二酸二甲醋为原料,用金属钠在甲苯中进行Diecknan酯缩合,加入DMF为溶剂在80~ 85 C直接与澳代正戊烷反应生成2-戊基2-甲氧酰基环戊酮( I),经过脱羧反应和Beaye- Vlliger氧化反应得到&癸内酯(M),品纯度为w(&癸内酯) > 98%(CC法),香气纯正。反应总产率达48%。列出了各中间体的R数据,最终产品由FT- R'HNMR和E-MS进行了结构确证。关键词:&内酯;己二酸二甲酯;Dicckmamn嘴缩合;脱羧反应;Beaye- Vlliger氧化反应中圈分类号:T0Q655文献标识码:A文靖编号:1003 - 5214(2001)04- 0206- 03.δ癸内酯香料又名丁位癸内酯香料,广泛存在代正戊烷反应,经脱羧氧化得8_癸内酯5-] ,此法于椰子、覆盆子中,是- -种重要的典型水果香味的香成本合理,但步骤较长,收率不高,难以应用于工业料,稀释后具有奶油香味,适用于糖果、软饮料、冰淇化生产。作者针对方法三进行了改进,采用廉价、易淋、烘烤食品、人造奶油糕点等食品中，也可用于牙得的已二酸二甲酯为原料,运用金属钠在甲苯中进膏皂用香精中”。&癸内酯香料的合成主要有三行Dieckmann酯縮合，然后直接加入溶剂DMF与溴种方法:一是用正戊醛与环戊酮缩合,再经氢化还代正戊烷反应生成2-戊基-2-甲氧酰基环戊酮( I),原、氧化成&癸内酯[:3),此法合成路线较短,但原再在冰醋酸和稀盐酸中脱羧得2~戊基环戍酮( I ),料较贵,需经过催化氢化反应,难以进行工业化生.最后用H02在冰醋酸中用浓硫酸催化进行Beayer产;二是用环2二酮(二氢间二酚)与溴代正丁烷反- Vlliger氧化反应得到&癸内酯(皿)(Scheme1)。应,再氧化开环、还原和环合而得&癸内酶^] ,此法本法采用三步工艺,总产率达48%,最后用甲苯共合成过程较繁琐,产率较低;三是用己二酸二乙酯进沸去水,将副产物5-羟基正癸酸进-一步环合为 &癸行Dieckman缩合,再用无水K,CO3在丙酮中与溴内酯,具有处理简单所得产品纯度高等优点。Co1)Nu.Todueme心HOAcHQ,2)DMF,REcodn.HgSQNR= n-Patyl o n-AIkylI@1.2合成.1实验1.2.1 2-戊基2甲氧酰基环戊酮( I )的合成1.1主要仪器和药品在N保护下,用15mL甲苯将2.5g金属钠打IR用BruckerFS - 48型和岛津- 440(FT- IR)成钠砂,再加入甲苯45 mL,维持90 C滴加己二酸二红外仪测定;' H-NMR用Bricker Am - 500型核磁共甲酯18.6 g,约1.5 h滴完。渐升温至105~ 110 C, .振仪测定(CDC]为溶剂, TMS内标);质谱用保持有甲苯=甲醇共沸出来.反应3 h。减压抽出大HP5989A质谱仪; GC测试用上海计算技术研究所中国煤化工mL DMF,再升温至GC- 920测定,0V- 1701进口30 m毛细管柱。试CN MH G冷却,滴人0.11 mol剂均为.上海试剂一厂生产,分析纯。溴代正戊烷,约1 h加完缓慢升温至95- 100 C,反收稿日期2000-07-27第4期张大永,等: &癸内酯的合成.207.应8h,至pH值达7。减压抽去DMF ,加人稀盐酸使化合物I在w(HBr)=48%的HBr中回流8h,反应pH值达6。加水100 mL,甲苯提取三次。除去甲产率仅有62% ;而将化合物I与w(NaOH) = 25%的苯,减压蒸馏,收集108~ 110 C/266.6 Pa馏分,质量NaOH乙酶溶液煮沸3 h,酸化后用w(HSO,) = 50%为14 g,产率62%。IR, v/cm~': 2900 ~ 2960(m,的硫酸加热脱羧4 h,反应产率达79% ;将化合物IvC-H,- -CH,一 or -CH); 1759 (s， 口0o， 在210 C,16.22x 10 Pa压力下于高压釜中密闭反- -0 C=0 );1725(s,vo-o，-C-0 );1185-应54 h,产率可达87%。2-戊基环戊酮(化合物I)1105(s,Vc- o,- -C- -0σ-0 -C- -0)。 .也是重要的香料,具有水果香味,稀释后有梨样气1.2.2 2-戍基环戊酮(I )的合成.味,可用于茉莉、蔷薇、玫瑰以及熏衣草等香味的香将20 g2-戊基2-甲氧酰基环戊酮与50 mL冰醋精中,当含量w(2-戊基环戊酮) = 5% ~ 20%时呈现酸及100 mL w(HCI) = 20%的盐酸混合回流20 ho出独特的效果,这种香料在碱性洗涤剂中很稳定,香冷却,加水350 mL,静置分层,水相用乙醚提取三气可持续12 h,瑞士Fimenich香料公司以Delphone次,合并后依次用饱和NaCO3水溶液、饱和NaCl水商品名推出此产品,但价格昂贵,若用作者介绍的方溶液和水洗至中性,无水CaCh干燥。蒸干溶剂,用法来合成2-戊基环戊酮,成本较低,可望替代进口,30 cm Vigreux分馏柱减压分馏,收集68 C/399.9 Pa实现国产化。对于&癸内酯巩的合成,作者曾采用馏分。质量为13 g,产率90%。IR, w/cmn~':2820 ~H202-尿素固体复合物作为氧化剂在甲酸中进行2910(s,比-u,- -CH- - or 一cH); 1725(s,V00 ,Beayer- Vlliger反应可,CC跟踪发现始终有一杂质无法除去(即使对产品进行分馏也难以除去),此杂一C==0 );1140(m,v o,- -C-0)。.质经过结构分析确证为δ癸内酯M的异构体,即a1.2.3 8-癸内 酯的合成在烧瓶中加人15.4 g 2-戊基环戊酮和27.8 g冰癸内酯(a戊基戊内酯) ,产生原因可能是反应条件醋酸、3.2 g水、0.6 g浓硫酸,搅拌,恒温45 C,滴加过强,使氧化反应的选择性降低,此化合物有油腻13.6 g w(H202) = 35%的双氧水,约1 h完毕,维持味,严重影响产品品质。CC分析获悉,最后-步氧内湿45~50 C,反应6ho加人50水,用甲苯萃化反应在冰醋酸中还可生成另一副产物5-乙酰氧基取,无水MgSO4干燥。蒸出甲苯,减压蒸馏,收集正癸酸[] ,用作者介绍的方法采用w(Ne0H) = 20%111~ 112 C/133.3 Pa馏分。向残留物中加人w的NaOH溶液可将此副产物转化为5-羟基正癸酸,(NaOH) = 20%的Ne0H水溶液50 mL和甲苯30 mL,在对甲基苯磺酸催化下可进-一步环合为&癸内酯共沸2 h,冷却后用稀盐酸黢化至pH=1。甲苯提取(M),该法所得的产品纯度w(&癸内酯)> 98%后,水洗,无水MgSO.干燥,加入催化t的对甲基苯(CC法),香气甜润,与日本曾田香料株式会杜样品.磺酸共沸去水2 h,蒸于甲苯,减压蒸馏,收集111-接近。作者报道的方法还适用于其他δ内酯类香112 C/133.3 Pa馏分。合并两次馏分共14.6 g,产料的合成,但随着支链碳数的增加,第-一步反应中的率86%。R, v/cm^':2850- 2910(m,vo-H,- -CH- σr0-烷基化产物(化合物I的异构体) IV的比例迅速增加,产品收率降低,当支链碳数增加到7(8十二内-CH); 1710(s,vo，一C=0 ); 1215~ 1160(s,醋)时, m( I):m(IV)接近于2:1,所以,用作者介绍vo o,- C- 0)'HNMR, 8:0.8 ~ 1.9(15H, m,一的合成条件来生产&十-内嘴或更多碳原子的&(CH)- and -(CH)4CH);2.2~ 2.3(2H,m,- -CH-内脂(又如&十二内脂)是不适合的,而用来生产较000- -);4.1~4.2(2H,m, -C1F -00 -0 )。EI-MS,少碳原子的&内酯(如&辛内庸、&壬内酯和&癸m/Z: 55 [( CH-CHCH-0 )*, 23. 6]; 70内酯)有较高的实用价值。[( CH2- *CHCH+ -0 )* ,25.5];71[(CH )* ,35.9];99参考文献:(petletone)* ,基蜂];169[(M-1)* ,17]。[1] 瑞南市姑T研窃所企虎金田料手册[M].北京:轻工业出中国煤化工2结果与讨论CNMH用[M]上海:上海科学技化合物I的合成中,共佛蒸馏出甲醇-甲苯混合物很重要,控制温度在105 ~ 110心快速搅拌3 h, .[3] 徐勇,杨辉荣.占葵内庸的合成研究[J].精细化工, 198, 15反应较充分。对于化合物I的合成,作者采用了将(3):25-27.(下转231页)(上接207页)[4] ljim A,Minm H,Tkshechi K,Symheoin de 8 Lactones I,Aoy)l6,昭604 179, 1985-01 -10.AlcanyL6咖Anlcouyl+6 &-Lnctoncos d partir de Ia Diyoreorine作者简介:张大水(1964- ),男,中国科学技术大学毕业,理[J].Checn Phera Bll, 191.19(5):1053 - 1055.学硕士,南京师范大学化学与环境科学学院讲师，正在中国[5] Parlianat T H,Pa rinent M W,Fugcron I S.A conraiant omaheis药科大学攻读药学博士学位,主要从事于药物农药、合成香d deltuo lxcamxL]J]C.cdma mnd Inty,1966:1845.[6] 山高- -则,矶谷俊郎.87儿-8-夫儿乡夕卜/类0制造方法料、有机中间体等的合成和应用开发研究,主讲有机化学、精细有机合成和药物化学等多门课程,完成应用开发课题多[].JIP:昭57 156 481, 1982-09- 27.[7]光田康裕,松野修吾,后藤邦明.&9夕 卜0制造法[P].P:项,发表研究论文多篇,电话:025 - 3598367。Synthesis of 8-Decalactone from Dinethyl Adipate and 1-BromopentaneZHANG Da-yong, LIU Hong(Dqpotmeut of Apliad Chemistry, Aoodemy of Chemistny and Eniroment Saiene , Narying Nomad Uniersiy, Narjing 210097, Ghina)中国煤化工、Abstract: 8-Decalactone was prepered from cheap and easilyadipate by Dieckmannester condensation in the presence of metallic sodium suspende,MYHCN MH Gicmixture was collectedand most toluene istlled, DMF was added and 1-bromopentane was dropped at 80- 85 C . The reaction was carried outto give 2-amyl-2-methaxycabonyl cyclopentanone. Then by decarboxylation and Beayer Vlliger oxidation, 8 docalactonewas gained. Purity of the product w( 8-docalactone) > 98% (by GC) . The yield was over 48% . Stnucure of the productwas cnfimg数据IR,' HNMR and EI- MS. .Key words: 8-decalactone; dimethyl adipate;Dieckmann ester condensatin;decarboxylation; Beayer - Villiger oxidation