一種薄荷呋喃的合成方法
2023-06-01 11:24:21 1
專利名稱：一種薄荷呋喃的合成方法
技術領域：
本發明屬於有機合成領域，具體涉及一種薄荷呋喃的合成方法。
背景技術：
薄荷呋喃是一種存在於薄荷屬植物中的天然稠環和含氧的雜環化合物，作為椒樣薄荷油的次要但特徵性組分之一，它的特徵氣味難以被其它化合物代替，因此薄荷呋喃在一些精油的調配和補充調配方面非常重要。它的合成早已引起人們的關注，但目前薄荷呋喃仍是昂貴而不容易得到的。S. C. Taneja 等報導(Indian J. chem. Vol. 19B 714，1980)以異胡薄荷酮或胡薄荷酮為起始原料，經滷代(NBS/CC14或碘)後，在氫氧化鈉的甲醇溶液作用下環合得到產物。 因為異胡薄荷酮價格昂貴，加上使用NBS的毒性，四氯化碳或碘的使用也使三廢較重；總體成本太高；而當使用胡薄荷酮為起始原料時，只有微量的薄荷呋喃生成。Sadao Tsuboi 等報導了一種合成方法(J. org. chem. 1980，45，1517)，使用一種甲基取代環己酮的β -羧酸酯為起始原料，使用氫化鈉為鹼，與2-碘代丙酸乙酯反應得到環己酮的取代二羧酸酯；然後分別在濃鹽酸中環合、氫化鋁鋰還原得到薄荷呋喃。由於原料難得，使用的試劑昂貴，不具有工業價值。Eastman (J. Am. Chem. Soc. 70，621-622，1948)報導，胡薄荷酮在醋酐和硫酸作用下生成環狀碸，碸熱解O80-290°C )放出二氧化硫得到薄荷呋喃。第一步的收率並未說明； 第二步收率57%。因要用到不易得到的胡薄荷酮，而且反應收率不高，又涉及到二氧化硫的排放，實用價值不高。Bull. Chem. Soc. Japan 523129，1979報導，Toshichika Sato等採用胡薄荷酮與乙二醇為起始原料，經形成縮酮保護羰基，然後採用間氯過氧苯甲酸進行環氧化，再在酸性條件下環合生成薄荷呋喃；胡薄荷酮既不容易得到，間氯過氧苯甲酸價格高，而且各步中間體的分離均用柱層析法，實用價值不高。USP 4, 240,969(1980), Ho etc.等以異胡薄荷醇為起始原料，經40%的過醋酸在 0 25°C反應，以77%的收率得到異胡薄荷醇環氧化物；再在過量吡啶存在下於_40°C的二氯甲烷溶液中，使用氯氣作為氧化劑將異胡薄荷醇環氧化物轉化成異胡薄荷酮環氧化物； 然後在稀的鹽酸中脫水環合得到薄荷呋喃。1989年，他們(syn. Commun. 19，831)報導了一種稍加改變的方法，用50%的雙氧水代替40%的過醋酸，環氧化過程持續3天，其它條件基本相同。只是反應過程中使用的50%雙氧水和40%過醋酸都是容易引起爆炸的物質，工業上使用有相當的危險性；尤其是使用大量的吡啶及氯氣，由於吡啶難以回收利用，加上難聞的氣味，會造成嚴重的三廢汙染，因此工業上也不容易進行規模化生產。由於一般的合成方法或者使用價格昂貴的原料，或者使用毒性大的原料、溶劑，或使用危險性大的試劑，或者是使用難以回收利用的物質，使得工業化生產合成過程三廢汙染嚴重或具有相當的危險性。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對現有薄荷呋喃合成方法所存在的問題而提供一種原料易得、操作簡便且汙染較小的薄荷呋喃的合成方法。為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是一種薄荷呋喃的合成方法，由式I所示的異胡薄荷醇為起始原料，包括下列步驟A 環氧化反應式I所示的異胡薄荷醇在催化劑的作用下，與雙氧水反應，得到式 II所示的異胡薄荷醇環氧化物；B 氧化反應式II所示的異胡薄荷醇環氧化物在酸性介質存在下，經次氯酸鹽氧化劑氧化得到式III所示的異胡薄荷酮環氧化物；C 環合反應式III所示的異胡薄荷酮環氧化物在酸性介質存在下，經過脫水環合得到式IV所示的目標產物薄荷呋喃；具體反應式如下
權利要求
1.一種薄荷呋喃的合成方法，其特徵在於，由式I所示的異胡薄荷醇為起始原料，包括下列步驟A 環氧化反應式I所示的異胡薄荷醇在催化劑的作用下，與雙氧水反應，得到式II 所示的異胡薄荷醇環氧化物；B 氧化反應式II所示的異胡薄荷醇環氧化物在酸性介質存在下，經次氯酸鹽氧化劑氧化得到式III所示的異胡薄荷酮環氧化物；C 環合反應式III所示的異胡薄荷酮環氧化物在酸性介質存在下，經過脫水環合得到式IV所示的目標產物薄荷呋喃； 具體反應式如下
2.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟A中，所述雙氧水的質量百分比濃度為沘 50%。
3.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟A中，所述雙氧水的濃度為 30%。
4.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟A中，反應溫度為O 50°C。
5.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟A中，反應溫度為20 30°C。
6.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟A中，所述環氧化反應在一有機溶劑中進行。
7.如權利要求6所述的合成方法，其特徵在於，所述溶劑選自丙酮、甲醇、乙腈、水中的一種或任意兩者或三者的混合溶劑。
8.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟A中，所述環氧化反應在鹼性條件下進行。
9.如權利要求8所述的合成方法，其特徵在於，所述鹼性條件是通過向反應中加入碳酸鈉或碳酸氫鈉來實現的。
10.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟A中，所述催化劑為硫酸錳。
11.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟B中，所述次氯酸鹽氧化劑為漂粉精、漂白粉或次氯酸鈉。
12.如權利要求12所述的合成方法，其特徵在於，所述漂粉精的有效氯含量為65wt%。
13.如權利要求12所述的合成方法，其特徵在於，所述漂白粉的有效氯含量為32wt%。
14.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟B中，所述酸性介質為無機酸。
15.如權利要求15所述的合成方法，其特徵在於，所述無機酸選自鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸或碳酸。
16.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟B中，所述酸性介質為醋酸。
17.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟B中，反應溫度為0 50°C。
18.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟B中，反應溫度為25 30°C。
19.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟C中，所述的酸性介質為無機酸。
20.如權利要求20所述的合成方法，其特徵在於，所述無機酸選自鹽酸、硫酸、磷酸或醋酸。
21.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於，所述步驟C中，所述的酸性介質為鹽酸。
全文摘要
本發明涉及薄荷呋喃的一種合成方法，即以異胡薄荷醇為起始原料，包括下列步驟A.環氧化反應異胡薄荷醇在催化劑的作用下，與雙氧水反應，得到式II所示的異胡薄荷醇環氧化物；B.氧化反應異胡薄荷醇環氧化物在酸性介質存在下，經次氯酸鹽氧化劑氧化得到式III所示的異胡薄荷酮環氧化物；C.環合反應異胡薄荷酮環氧化物在酸性介質存在下，經過脫水環合得到式IV所示的目標產物薄荷呋喃。本發明的合成方法原料易得，反應條件溫和，大大改善了三廢情況和操作條件，綜合成本較低。其合成路線如下
文檔編號C07D307/79GK102453009SQ20111013864
公開日2012年5月16日 申請日期2011年5月26日 優先權日2011年5月26日
發明者何佳, 侯峰, 張長徵, 錢正剛, 黃戰鏖 申請人:上海萬香日化有限公司