由叔萜烯醇製備的香料組合物的製作方法

2023-10-25 11:26:57

專利名稱：：由叔萜烯醇製備的香料組合物的製作方法
技術領域：
：本發明涉及由叔闢烯醇製備環醚和氯代酮的方法。該產物是新型香料組合物的有價值的中間體。萜烯是合成香料組合物普遍存在的起始原料。飽和叔碎烯醇，其來自松節油和包含2-曱基丁烷基部分，由於它們的可得到和相對低的成本而是重要的香料成分或者中間體。這些醇包括反式-蒗烷醇、順式-蒎烷醇、二氫秀醇(dihydroplinol)、四氫月桂烯醇、四氫芳樟醇、和其他有價值的化合物。例如，順式-蒎烷醇一般被熱裂解來製備工業量的芳樟醇。用氧化汞(II)和溴或用四醋酸鉛和碘的反式-蒎烷醇的氧化產生6，9-二甲基-7-氧雜三環[4.3.0.0"]壬烷，化合物1，是合成更複雜薛烯衍生物的有價值的中間體(參見美國專利No.3，481，998和3，658，851;TetrahedronLett.(1967)905:J.Am.Chem.Soc.97(1969)4771和^(1976)4594;和J.Chem.Soc，PerkinTrans.I(1972)943)。最近，環醚l也通過用硫酸鐵(II)和石克酸銅(II)的混合物對反式-蒎烷過氧化氫物脫水而製得(Chem.Lett.(2002)830)，如下面所示。雖然該方法有效，當更優選的一個方法避免製成過氧化氫物中間體或者使用有毒鉛或汞試劑的需要。
背景技術：
：或Pb(0Ac》4,l2反式-蒎烷醇已確定許多環丁烷類為有價值的香料組分。不幸的是，合成環丁烷類通常遠非瑣碎，尤其是如果起始原料限於容易得到的、便宜的混合物如碎烯。儘管該挑戰，但是關於環丁烷類如pinonylalcohol、蒗酮酸、和蒗酮酸的酯已經有報導(參見美國專利No.2，824,138、3，030，337、3，361，820、和4，048，120)。令人驚訝的是，在過去的三十年間，在開發闢烯基的製備環丁烷類的新路線上幾乎沒有進展。
發明內容一方面，本發明是氧化方法。我們發現某些氯代酮、環醚、或其混合物可通過使飽和的叔闢烯醇與次氯酸在有效促進氧化反應的條件下進行反應而製得。在這些條件下，反式落烷醇主要產生6，9-二曱基-7-氧雜三環[4.3.0.0"]壬烷。有趣地是，用次氯酸的順式-蒎烷醇的氧化產生先前未知的1-乙醯基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基環丁烷，2:氯代酮2是及其多功能的；我們容易地將其轉化成許多具有有趣且多樣的香味的新型環丁烷衍生物。因此，除了氧化方法之外，本發明包括氯代酮和環丁烷組合物，以及包含環丁烷類的香料。本發明的詳細描述作為香料組合物或中間體使用的環醚或者氯代酮通過使飽和的叔闢烯醇與次氯酸在有效促進氧化反應的條件下進行反應而製得。適宜的飽和的叔萜烯醇包含2-甲基丁烷亞基(subunit)，至少—個叔羥基、且沒有碳-碳雙鍵。該醇可以，並經常具有一個或多個碳環。薛烯醇可被合成，或者可從天然來源中分離得到。通常，它們可以由蒗烯或其他富含闢烯的混合物合成。優選的闢烯醇包括，例如，順式-落烷醇、反式-蒎烷醇、二氫鶯醇、四氫月桂烯醇、四氫芳樟醇、2-甲基-異冰片，1，3，3-三曱基環己醇，六氫橙花叔醇、四氫紅沒藥醇、四氬淚杉醇、及其混合物，它們具有下面表示的結構。可以採用這些化合物的立體異構體的任一種。一些優選的飽和叔萜烯醇的通常結構如下所示反式-蒎烷醇順式-蒎烷醇二氫鳶醇四氫月桂烯醇四氫芳樟醇六氫橙花叔醇四氫紅沒藥醇四氫淚杉醇氧化方法在次氯酸(H0C1)存在下進行。次氯酸通常通過使次氯酸鹽水溶液或懸浮液與有機酸或無機酸仔細酸化而製得。我們發現原位將二氧化碳氣體通入鹼金屬次氯酸鹽(例如，次氯酸鈉)或鹼土金屬次氯酸鹽(參見下列實施例1-4)的水溶液或懸浮液而產生次氯酸是特別方便的。含水次氯酸鈉容易作為5-6。/。活性NaOCl溶液的商業漂白劑，例如(^101:(^@漂白劑得到。該方法在有效促進闢烯醇氧化成環醚、氯代酮、或其混合物的條件下進行。氧化通常容易在溫和的溫度和壓力條件下進行。對於放熱反應，必要時，可施加冷卻來幫助控制反應速度。通常，反應熱在使反應加熱至所期望的溫度是有效的。通常，氧化方法在約O'C至約150。C範圍內的溫度下進行，更優選在約20'C至約IO(TC範圍內，最優選在約30。C至約80。C範圍內的溫度下進行。雖然該反應可在高於大氣壓或低於大氣壓下進行，但通常使用大氣壓是最方便的。該產物或產物混合物的確切性質將取決於許多因素，包括溫度、壓力、溶劑選擇(如果有)、萜烯醇的相對量和次氯酸、和其他因素。確切的產物以及產物比例通常主要取決於萜烯醇的同一性(identity)。有時，該方法提供單一的產物類型。例如，選擇順式-菠烷醇作為萜烯醇僅提供1-乙醯基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基環丁烷(氯代酮2)。在某些條件下，得到類型產物的混合物，因為當反式-蒎烷醇被氧化而得到大部分6,9-二曱基-7-氧雜三環[4.3.0.03'9]壬烷(環醚1)加上小部分氯代酮2的混合物。二氫秀醇的氧化主要提供6-氯-5-(1-甲基乙基)-2-庚酮、新型氯代酮(3),而四氫月桂烯醇主要得到2，2-二曱基-5-(1-甲基丙基)四氬呋喃，4:HOformulaseeoriginaldocumentpage8二氫秀醇formulaseeoriginaldocumentpage8四氫月桂烯醇2-甲基異冰片、1，3，3-三甲基環己醇、六氫橙花叔醇、四氫紅沒藥醇、四氫淚杉醇的氧化應該產生相應的環醚，每一個結合四氬呋喃部分。例如，1，3，3-三甲基環己醇與次氯酸的反應將產生雙環醚formulaseeoriginaldocumentpage8釆用本發明的方法製備的氯代酮，由於氯和羰基官能團，用途極其多的。我們通過將氯代酮2精製成潛在有價值的環丁烷衍生物的主體(參見下面實施例5-17)而證實了這種多功能性。類似方法可用於生產可由該方法得到的其他氯代酮的衍生物如3。本發明包括由該方法製得的新型氯代酮。這種氯代酮對於合成香料組分而言是有價值的中間體。尤其，該新型氯代酮包括包含6-氯-5-(l-甲基乙基)-2-庚酮(3)的至少一種立體異構體的組合物或者包含l-乙醯基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基環丁烷(2)的至少一種立體異構體的組合物。本發明包括從2衍生的環丁烷，除了1-乙醯基-2，2-二甲基-3-乙基環丁烷、pinonylalcohol、蒗酮酸、和蒗酮酸酯之外，這些是已經已知的化合物。本發明的優選環丁烷具有通式結構:formulaseeoriginaldocumentpage9R是選自Me2C(0H)-、MeCO—、CH屍CH-CMe(OH)-、CH屍CMe-、和2-甲基-1，3-二氧戊環-2-基的單價取代基。R'是選自C跳-、Me-、MeOCH廣、EtOCH廣、MeCH(OH)CH廣、Me2C(0H)CH廣、和MeC(0)CH廣的單價取代基。環丁烷由2採用眾所周知的合成方法製得(參見下面實施例5-17)。如表1說明的，環丁烷具有令人感興趣的且多樣的香氣，使其對於香料組合物是潛在的和有價值的。因此，本發明包括包含至少一種本發明的環丁烷的香料組合物。下列實施例僅舉例說明本發明。本領域的那些技術將認識到多種變化，這些變化在本發明精神和權利要求書的範圍之內。實施例1環醚1將二氧化碳鼓泡通過混合的加熱((35°C)的反式-蒎烷醇(600g)和水性次氯酸鈉(Chlorox⑧漂白劑，5-6。/。的活性Na0Cl，6000g)的混合物直到氣相色鐠法(GC)分析顯示反式-蒎烷醇的轉化超過70%。將層分離並且採用庚烷萃取水層。該庚烷萃取物與原來的有機層結合，並在真空條件下除去庚烷。將水性氫氧化鈉(350g25%的NaOH)加入到粗環醚中，且將該混合物回流蒸餾約12小時。冷卻至室溫之後，燒瓶和回流蒸餾分離器(cohobationtrap)中的物質淨皮倒入分液漏鬥中。將有才幾層分離並在真空下(約100mm)蒸餾而得到純化的環醚l(b.p.約115°C/100mm;329g，基於反式-茱烷醇的加入量的56%)。產物結構經其光譜數據(NMR、IR、GC/MS)確認。蒸餾還得到回收的反式-蒗烷醇(b.p.約135°C/100mm，130g)。基於反應的反式-蒗烷醇的環醚1的產率為約71%。蒸餾殘餘物的GC分析也顯示存在一些氯代酮2。實施例2氯代酮2將二氧化碳鼓泡通過順式-蒗烷醇(300g)、庚烷(12QmL)和水性次氯酸鈉(3200mL)的攪拌混合物中。該反應稍微放熱，因此開始時採用一定的冷卻(水浴)使溫度保持在約35'C或低於35'C。反應經氣相色譜法分析合理完成之後(6-8小時，約80%的轉化)，分離有機層，用水洗滌，並在硫酸鈉上乾燥。該反應重複三次以上，並將所有粗產物合併在一起。庚烷除去之後，剩餘材料在真空下迅速蒸餾而得到含有氯代酮2(1235g，通過GC為約88%)和未反應的順式-蒎烷醇(99g，約8%)的混合物。2的產率基於加入的順式-蒗烷醇為74%，或基於反應的順式-蒎烷醇為80%。氯代酮2進一步經分餾(b.p.86-90。C/l隨)而純化並且採用光鐠數據確認其結構。實施例3氯代酮3將二氧化碳鼓泡通過二氫鳶醇(25g)和水性次氯酸鈉(250g)的攪拌混合物中。該反應輕微放熱並且由其自身加熱到39-42。C。5小時後，將層分離，且將油與稀的水性NaHCO3(500ml)回流蒸餾。才艮據GC，回流蒸餾物(21.8g)含有28.3%(6.2g)的未反應的二氫秀醇和52.2%(13.4g)的氯代酮3。3的產率基於加入的二氫^醇為44%和基於反應的二氫^醇為58%。採用Vigreux柱通過蒸餾將純氯代酮3從回流蒸餾物中分離出，且其結構由光譜數據確認。實施例4環醚443-52。C下，將二氧化碳鼓泡通過四氫月桂烯醇(200g)和水性次氯化鈉4小時。冷卻至室溫之後，將層分離，且將油與稀的水性NaHC03(2000g)回流蒸餾。根據GC，回流蒸餾物(169g)含有42.5%(71.8g)的未反應的四氫月桂烯醇和31.0%(52.4g)的環醚4。4的產率基於加入的四氫月桂烯醇為27%和基於反應的四氫月桂烯醇為41%。在經過蒸餾和柱層析而純化之後，環醚4的結構由光語數據確認。實施例5-17環丁烷衍生物5-17下面示意說明的環丁烷衍生物5-17是採用氯代酮2作為起始原料通過下列眾所周知的方法得到的。在所有情況中，採用光譜數據(NMR、IR、GC/MS)確i人結構。烷氧基衍生物5、6和8由相應的氯化物通過使它們在50°/。NaOH和相轉移催化劑(三乙基丁基氯化銨)存在下與乙醇或甲醇反應獲得。通過對曱基苯磺酸催化的氯代酮2與乙二醇的反應而獲得氯代縮酉同(chloroketal)7。通過7與金屬鎂反應並用乙醇/水分解生成的格氏試劑而得到縮酮9。酮10，在化合物5-17中唯一以前已知的化合物，通過9的酸催化脫縮醛反應得到。通過將乙烯基溴化鎂加入到相應酮10和2中而得到乙烯醇11和12。通過將曱基溴化鎂加入到氯代酮2中而合成氯代醇13。通過醇13的KHSOr催化脫水而得到氯烯烴14。通過由氯化物14得到的格氏試劑與乙醛反應而得到仲醇15。通過醇15的鉻酸氧化而得到酮16。通過由氯代縮酮7得到的格氏試劑與丙酮反應，隨即採用稀的水性酸處理而得到羥基縮酮17。環丁烷衍生物5-17formulaseeoriginaldocumentpage12表1環丁烷衍生物5-12和15-17的氣p未特徵tableseeoriginaldocumentpage13實施例僅作為舉例說明。下列權利要求書對本發明進行定義。權利要求1.一種方法，其包括在有效生成至少一種選自環醚、氯代酮及其混合物的氧化產物的條件下將飽和叔萜烯醇與次氯酸反應。2.根據權利要求1所述的方法，其中薛烯醇選自順式-蒗烷醇、反式-茱烷醇、二氫鳶醇、四氫月桂烯醇、四氫芳樟醇、2-甲基-異水片、1，3，3-三曱基環己醇、六氫橙花叔醇、四氫紅沒藥醇、四氬淚杉醇及其混合物。3.根據權利要求1所述的方法，其中薛烯醇是順式-蒗烷醇並且氧化產物包含1-乙醯基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基環丁烷的至少一種立體異構體。4.根據權利要求1所述的方法，其中薛烯醇是反式-蒗烷醇並且氧化產物包含6,9-二曱基-7-氧雜三環[4.3.0.03'9]壬烷的至少一種立體異構體。5.根據權利要求1所述的方法，其中萜烯醇是二氫秀醇並且氧化產物包含6-氯-5-(l-甲基乙基)-2-庚酮的至少一種立體異構體。6.根據權利要求1所述的方法，其中闢烯醇是四氫月桂烯醇並且氧化產物包含2,2-二甲基-5-(l-甲基丙基)四氫呋喃的至少一種立體異構體。7.根據權利要求1所述的方法，其中次氯酸原位製得。8.根據權利要求7所述的方法，其中通過將二氧化碳通入鹼金屬次氯酸鹽或鹼土金屬次氯酸鹽的水溶液或懸浮液而製得次氯酸。9.一種組合物，其包含6-氯-5-(1-甲基乙基)-2-庚酮的至少一種立體異構體。10.—種組合物，其包含1-乙醯基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基環丁烷的至少一種立體異構體。11.一種環丁烷，其是從1-乙醯基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基環丁烷衍生的，除了1-乙醯基-2，2-二甲基-3-乙基環丁烷、pinonylalcohol、蒗酮酸、和蒗酮酸酯。12.根據權利要求11所述的環丁烷，其具有通式結構:formulaseeoriginaldocumentpage3其中R是選自Me2C(0H)-、MeC0-、CH屍CH-CMe(OH)-、CH屍CMe-、和2-曱基-1，3-二氧戊環-2-基的單價取代基；和R'是選自C1CH廣、Me-、MeOCH廣、EtOCH2-、MeCH(OH)CH2-、Me2C(OH)CHr、和MeC(0)CH廠的單價取代基。13.—種香料，包含至少一種權利要求11的環丁烷。14.一種香料，包含至少一種權利要求12的環丁烷。全文摘要可作為香料組合物或中間體使用的環醚或氯代酮是通過在有效促進氧化的條件下將飽和叔萜烯醇與次氯酸反應製得的。反式-蒎烷醇主要產生6，9-二甲基-7-氧雜三環[4.3.0.03，9]壬烷，而順式-蒎烷醇幾乎專門生產1-乙醯基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基環丁烷、一種用於製備具有令人感興趣且多樣香氣的環丁烷衍生物的新型和多功能中間體。文檔編號C07C31/27GK101415665SQ200780012562公開日2009年4月22日申請日期2007年3月14日優先權日2006年4月7日發明者B·J·凱尼,M·B·厄爾曼申請人:美禮聯專用化學品公司