專利名稱：β-紫羅蘭酮的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)中間體的合成，具體地說是一種P-紫羅蘭酮的制備方法。 P-紫羅蘭酮(I)是重要的有機(jī)合成中間體，作為合成維生素A和類胡蘿卜素的重 要中間體，也是重要的香料(化工百科全書編輯委員會(huì).化工百科全書[M].北京化學(xué)工 業(yè)出版社，1997第一版，Vol. 16 :719-729)。其主要合成路線是方法A.以檸檬醛(II)為 原料，與丙酮在堿性試劑存在下，經(jīng)縮合反應(yīng)合成中間體假性紫羅蘭酮(III);然后在酸性 條件下，經(jīng)閉環(huán)反應(yīng)得到P-紫羅蘭酮，1893年Tiema皿就是通過此法制得了 P-紫羅蘭酮 (E. T.塞默主編，陳祖福等譯，香味與香料化學(xué)[M]，科學(xué)出版社，1989年第一版，192-200)。 合成反應(yīng)如下式 方法B.由a _紫羅蘭酮(IV)或Y _紫羅蘭酮(V)在氯化亞銅催化下經(jīng)重排反應(yīng)
制備(吳世林，邸維龍，中國專利申請(qǐng):CN :101381293， 2009-03-11)，如下式: 方法C.以P-環(huán)檸檬醛(VI)為原料與丙酮縮合制備(Curley R. W.; BlustM.A. ;Humphries K. A. A simple synthesis of 1 ， 3 — 1 3C2] 4_ (2 ， 6 ，
ofLabelled Compounds and Radiopharmaceuticals,29(12)，1331-5 ; 1991 ;Zou Y.; Garayalde D. ;Wang Q. ;Nevado C. ;Gold—catalyzed cycloisomerization of cyclopropyl alkynyl acetates" versatile approach to5_，6_， and 7_membered carbocycles， Angewandte Chemie， InternationalEdition， 47 (52) ， 10110—10113 ;2008)，
背景技術(shù)：
<formula>formula see original document page 3</formula>如下式
<formula>formula see original document page 3</formula>
上述方法都存在一個(gè)缺點(diǎn)即過程繁瑣，操作難度大。

發(fā)明內(nèi)容
有基于此，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種簡潔的制
備方法，以a-環(huán)檸檬醛(VII)為起始原料與丙酮縮合，只需一步反應(yīng)即可制得目標(biāo)產(chǎn)物
P-紫羅蘭酮，反應(yīng)方程式如下
<formula>formula see original document page 4</formula>
申請(qǐng)人:在研究環(huán)檸檬醛的性質(zhì)時(shí)意外發(fā)現(xiàn)，a -環(huán)檸檬醛(IV)與丙酮進(jìn)行縮合反 應(yīng)得到的主要產(chǎn)物是P-紫羅蘭酮，而不是預(yù)期的a-紫羅蘭酮，申請(qǐng)人在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了 深入研究并對(duì)機(jī)理進(jìn)行了分析，其反應(yīng)過程包含以下兩條路線 路線A : a _環(huán)擰檬醛(VII)先在堿催化下重排變成P -環(huán)擰檬醛(VI)，然后 13 _環(huán)檸檬醛和丙酮縮合得到13 _紫羅蘭酮，化學(xué)反應(yīng)式如下 路線B:a-環(huán)檸檬醛和丙酮縮合得到a-紫羅蘭酮，然后a _紫羅蘭酮再重排得
到P-紫羅蘭酮，化學(xué)反應(yīng)式如下
<formula>formula see original document page 4</formula>
經(jīng)申請(qǐng)人研究發(fā)現(xiàn)，在上述兩種路線中，路線A中重排反應(yīng)速度較快，縮合反應(yīng)速 度較慢(由于P-環(huán)檸檬醛的共軛結(jié)構(gòu)使醛活性降低)；路線B中縮合反應(yīng)速度較快，重排 反應(yīng)速度較慢，申請(qǐng)人用購得的a -紫羅蘭酮作重排反應(yīng)，在與上述a -環(huán)檸檬醛的同樣重 排條件下，速度慢幾十倍。 本發(fā)明的主要目的是提供一種P-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于，包含以下 步驟在反應(yīng)瓶中，加入a -環(huán)檸檬醛和丙酮，以及氫氧化鈉水溶液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌 反應(yīng)，氣相色譜跟蹤反應(yīng)進(jìn)程，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后加入酸中和，常壓回收丙酮后，減壓精餾收集 85-89 °C /ImmHg餾分，得產(chǎn)品。 上述的制備方法中，a-環(huán)檸檬醛和丙酮的加入量并無特別限制，一方面，過量的 丙酮可作為溶劑使用，丙酮投料量為a-環(huán)檸檬醛的5-10倍(摩爾比)，可獲得較好的效 果，另一方面，過量的a-環(huán)檸檬醛，包括各中間產(chǎn)物(e-環(huán)檸檬醛和a-紫羅蘭酮)可回 收套用；而且經(jīng)申請(qǐng)人研究，在P-環(huán)檸檬醛存在的情況下，用a-環(huán)檸檬醛和P-環(huán)檸檬醛的混合物直接制備P _紫羅蘭酮，亦可以獲得非常好的效果，詳見本發(fā)明實(shí)施例。
上述的制備方法，氫氧化鈉水溶液可選擇任意濃度皆可實(shí)現(xiàn)本反應(yīng)，但考慮到濃 度過高易使副產(chǎn)物增加，堿濃度太小則反應(yīng)速度太慢；因此，可根據(jù)實(shí)際需要來調(diào)整氫氧化 鈉水溶液濃度，綜合來看，當(dāng)氫氧化鈉水溶液濃度為2_8% (重量百分比)時(shí)，可以獲得較好 的效果，而尤其以4_6%為最佳。堿水用量則為a-環(huán)檸檬醛的5-10X倍(重量比)時(shí)較 佳。 本發(fā)明的制備方法對(duì)反應(yīng)溫度并無太高要求，但過低的溫度會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)緩慢，控 制反應(yīng)溫度在30-6(TC可以獲得較佳的效果。 上述的制備方法，中和所用的酸可以采用工業(yè)生產(chǎn)中常用的酸，如硫酸、鹽酸及乙 酸等任意一種或幾種，其目的在于破壞堿催化劑終止反應(yīng)，采用酸性溫和的酸如乙酸為最佳。 本發(fā)明的原理及有益效果如下 1、本發(fā)明提供了一種全新的P-紫羅蘭酮制備方法，本發(fā)明以簡單易制備的工業(yè) 原料a-環(huán)檸檬醛與丙酮縮合，可以直接制備P-紫羅蘭酮，這改變了現(xiàn)有P-紫羅蘭酮制 備方法的傳統(tǒng)思路； 2、本發(fā)明的制備方法，操作簡便，條件溫和，收率高；對(duì)原料及反應(yīng)環(huán)境要求低，適 合大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。 3、各中間產(chǎn)物(e-環(huán)檸檬醛和a-紫羅蘭酮)及未反應(yīng)的原料可回收套用；而且 可以用a-環(huán)檸檬醛和P-環(huán)檸檬醛的混合物直接制備P-紫羅蘭酮。具有非常重要的工 業(yè)化價(jià)值。 下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式
儀器與設(shè)備 氣質(zhì)聯(lián)用，MS5973N-GC6890N(美國安捷倫公司)；核磁共振儀，AVANCE DMXII I 400M(TMS內(nèi)標(biāo)，Bruker公司);紅外光譜儀，NICOLET 360FT-IR ;氣相色i普:上海天美 7890F。 實(shí)施例1 : a -環(huán)檸檬醛(VII)的制備
將45.6g(0. 3mo1)檸檬醛用45ml 二氯乙烷稀釋加入250ml四口瓶中，水浴保溫， 室溫?cái)嚢柘?，緩慢滴?0. 0g苯胺在30ml 二氯乙烷中的溶液。滴加完畢，再攪拌半小時(shí)，薄 層跟蹤反應(yīng)完畢(展開劑乙酸乙酯石油醚=1:3)。將反應(yīng)混合液用8g無水硫酸鈉 干燥，干燥后的檸檬醛亞胺的二氯乙烷溶液可以直接用于環(huán)化反應(yīng)。500ml四口瓶中加入 120ml 98%的濃硫酸和140ml 二氯乙烷混合攪拌，冷浴冷卻至_20 _25°C ，在劇烈攪拌下， 將上面制得的亞胺溶液緩慢滴人其中，溫度控制在_201:左右，約1小時(shí)加完，滴畢繼續(xù)攪 拌反應(yīng)20分鐘。1000ml燒杯中放250g碎冰，在攪拌下，將上述環(huán)化反應(yīng)液緩慢加入，加完后攪拌至粘稠物消失，然后緩慢升溫至3(TC左右攪拌半小時(shí)，分層，有機(jī)相水洗，無水硫酸 鈉干燥，回收溶劑，殘留物減壓蒸餾，收集53-58°C /lmmHg餾分39. 6g，為無色透明液體，氣 相含量97. 1%，收率87%。產(chǎn)物結(jié)構(gòu)驗(yàn)證 GC-MS(m/e) :152， 137， 123， 109，94，91，81 (100 % ) ， 67， 55， 41 ; IR (v/cm—0 : 1717(醛)，1670，832(雙鍵)； 丄HNMR( S ， ppm， 400MHz， CDC13) :0. 91 (s， 3H， -CH3) ， 0. 99 (s， 3H， -CH3)， 1. 33-1. 38 (m， 2H， _CH2) ， 1. 59-1. 60 (m， 3H， = C_CH3) ， 1. 62-1. 69 (m， 2H， _CH*2_CH =)，
2.35(d， J = 8.0Hz，lH， _CH*_CHO) ， 5. 73 (t， J = 2.8Hz，lH， -CH = )，9.47(s， 1H，-CHO); 13CNMR(400MHz， CDC13) S (ppm) :22. 52 ;23. 04 ;26. 94 ;27. 43 ;31. 58 ;31. 99 ;
63. 71 ;125. 49 ;127. 12 ;202. 37. 實(shí)施例2 :縮合反應(yīng)制備13 -紫羅蘭酮 在500ml四口瓶中，加a -環(huán)檸檬醛30. 4g (0. 2mol)和250g丙酮，再加入5 %的 氫氧化鈉水溶液3ml，氮?dú)獗Ｗo(hù)下于35-45t:攪拌反應(yīng)。約6小時(shí)后氣相色譜跟蹤原料基 本消失，加入1ml乙酸，常壓回收丙酮后油泵減壓精餾收集85-89°C /lmmHg餾分，得產(chǎn)品 29.4g(氣相含量93. 5% )，收率71.6%。前份10. 2克，為a -環(huán)檸檬醛、|3 -環(huán)檸檬醛、 a-紫羅蘭酮、P-紫羅蘭酮的混合物(氣相含量15. 5% :29.5% :26.3% :29. 1% )，可套 用于下批反應(yīng)。產(chǎn)物結(jié)構(gòu)驗(yàn)證 GC-MS(m/e) :192，177(100 % )，162，149，135，121，107，91，77，43 ;IR(v/cm—0 : 1680 (羰基)，1610， 980 (雙鍵)； 力NMR(S ， ppm，400MHz， CDC13) :1.07(s，6H， C (C*H3) 2) ， 1. 47—1. 50 (m， 2H， _CH2_)， 1. 60-1. 64(m，2H， -CH2_) ， 1. 76(s，3H， R-CH2-C(C*H3) = )，2.07(t，J = 16.4Hz，2H， R-C*H2-C (CH3) = ) ，2. 30(s，3H，C0C*H3) ，6. 12(d， J = 16. 4Hz， 1H，R-CH = C*HC0CH3) ， 7. 27 (d， J = 16. 4Hz， 1H， R-C*H = CHC0CH3); 13CNMR(400MHz， CDC13) S (ppm) :18. 89 ;21. 74 ;27. 17 ;28. 79 ;34. 06 ;33. 56 ; 39. 73 ;131. 59 ;135. 93 ;136. 03 ;143. 18 ;198. 75
實(shí)施例3 : 13 -環(huán)檸檬醛(VI)的制備
將0. 3gK0H用60ml甲醇稀釋加入250ml三口瓶中，室溫?cái)嚢柘?，滴?30.4g(0.2mo1) a-環(huán)檸檬醛。滴加完畢，繼續(xù)攪拌約1小時(shí)，氣相色譜跟蹤反應(yīng)完畢，然 后加入1. 2克濃鹽酸使反應(yīng)終止?；厥杖軇?，殘留物減壓蒸餾，收集60-65°C /ImmHg餾分 25. 5g，為無色透明液體，氣相含量98. 5%，收率83. 9%。產(chǎn)物結(jié)構(gòu)驗(yàn)證
GC-MS(m/e) :152， 137(100 % ) ， 123， 109， 95， 91 ， 81 ， 67， 55， 43， 41 ;IR(v/cm—工) 1672 (-CHO，醛類特征峰)，1612 (雙鍵)； 力畫R(S ， ppm，400MHz， CDC13) :1. 19(s，6H， _CH3) ， 1. 43-1. 46 (m， 2H， CH2_C)，1. 60-1. 66 (m， 2H， _CH*2-CH2_C = ) ， 2. 10 (s， 3H， CH3_C = ) ， 2. 20 (t， J = 6. 4Hz， 2H， CH2_C =)， 10. 13(s， 1H， -CHO); 13CNMR(400MHz， CDC13) S (ppm) :18. 57 ;19. 29 ;28. 30 ;28. 37 ;32. 98 ;35. 68 ; 40. 50 ;140. 57 ;156. 14 ;192. 19 實(shí)施例4 : a _環(huán)檸檬醛(VII)和P _環(huán)檸檬醛(VI)的混合物制備P -紫羅蘭酮
在500ml四口瓶中，加a-環(huán)檸檬醛15.4g， P _環(huán)檸檬醛15. 0g(共0. 2mol) 和250g丙酮，再加入5%的氫氧化鈉水溶液3ml，攪拌氮?dú)獗Ｗo(hù)下于35-45。C反應(yīng)。約6 小時(shí)后氣相色譜跟蹤原料基本消失，加入lml乙酸，常壓回收丙酮后油泵減壓精餾收集 85-89°C /lmmHg餾分，得產(chǎn)品30. 4g (氣相含量94. 5% )，收率74. 8% 。前份9. 4克，為a -環(huán) 檸檬醛、e-環(huán)檸檬醛、a-紫羅蘭酮、P-紫羅蘭酮的混合物(氣相含量10.5% :29.2% : 22. 4% :36. 1% )，可套用于下批反應(yīng)。
實(shí)施例5 :用回收的前份制備13 -紫羅蘭酮 在500ml四口瓶中，加實(shí)施例2和4中回收的前份共19. 6g(0. 13mol)和180g丙 酮，再加入5%的氫氧化鈉水溶液2ml，攪拌氮?dú)獗Ｗo(hù)下于35-45 t:反應(yīng)。約6小時(shí)后氣相色 譜跟蹤原料基本消失，加入lml乙酸，常壓回收丙酮后油泵減壓精餾收集85-89t:/lmmHg餾 分，得產(chǎn)品21.6g(氣相含量94. 1%)，收率81.5%。前份5.6克，為a-環(huán)檸檬醛、!3-環(huán)檸 檬醛、a-紫羅蘭酮、P-紫羅蘭酮的混合物(氣相含量4. 5% :17.5% :27.5% :48. 1% )， 可套用于下批反應(yīng)。
權(quán)利要求
一種β-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于以α-環(huán)檸檬醛與丙酮為原料，在氫氧化鈉水溶液中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行縮合反應(yīng)，制備β-紫羅蘭酮。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種P-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于在反應(yīng)瓶中，加 入a-環(huán)檸檬醛和丙酮，以及氫氧化鈉水溶液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)，氣相色譜跟蹤反應(yīng) 進(jìn)程，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后加入酸中和，常壓回收丙酮后，減壓精餾收集85-89t: /lmmHg餾分，得 P-紫羅蘭酮成品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種e-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于丙酮投料量為 a _環(huán)檸檬醛按摩爾比的5-10倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種P-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于氫氧化鈉水溶 液濃度為2-8%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種P-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于氫氧化鈉水溶 液濃度為4-6%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種e-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于氫氧化鈉水溶 液用量則為a-環(huán)檸檬醛按重量比的5-10X倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種P-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于反應(yīng)溫度為 30-60°C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種P-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于中和所用的酸 選自硫酸、鹽酸及乙酸等任意一種或幾種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種P-紫羅蘭酮的制備方法，其特征在于中和所用的酸 為乙酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種β-紫羅蘭酮的制備方法，屬于有機(jī)中間體的合成技術(shù)領(lǐng)域。包含以下步驟在反應(yīng)瓶中，加入α-環(huán)檸檬醛和丙酮，以及氫氧化鈉水溶液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)，氣相色譜跟蹤反應(yīng)進(jìn)程，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后加入酸中和，常壓回收丙酮后，減壓精餾收集85-89℃/1mmHg餾分，得產(chǎn)品。本發(fā)明提供了一種全新的β-紫羅蘭酮制備方法，本發(fā)明以簡單易制備的工業(yè)原料α-環(huán)檸檬醛與丙酮縮合，可以直接制備β-紫羅蘭酮，這改變了現(xiàn)有β-紫羅蘭酮制備方法的傳統(tǒng)思路；且具有操作簡便，條件溫和，收率高等優(yōu)點(diǎn)，具有非常重要的工業(yè)化價(jià)值。
文檔編號(hào)C07C49/21GK101781183SQ20101003976
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者黨松年, 吳春雷, 吳毅斌, 張符, 沈潤溥, 王林霞, 范少樓, 陶菲菲 申請(qǐng)人:紹興文理學(xué)院