一種手性合成左旋薄荷醇的方法
2023-05-26 23:32:16
專利名稱：一種手性合成左旋薄荷醇的方法
技術領域：
本發明屬於有機化學手性合成技術領域，具體涉及一種以右旋胡薄荷酮為原料 經兩步反應手性合成左旋薄荷醇的方法。
背景技術：
薄荷醇(亦稱薄荷腦和薄荷素油)具有特殊的芳香、辛辣感和涼感，作為世界 上銷量最大的香料之一，被廣泛用於食品工業、日用精細化工和醫藥衛生等方面。如 牙膏、食品、菸草、酒、清涼飲料、化妝品、香皂的加香；在醫藥上廣泛用於驅風、防 腐、消炎、鎮痛、止癢、健胃等藥品中。左旋薄荷醇有三個手性中心，因此，存在8種 立體異構體，但在這8種立體異構體中，只有左旋薄荷醇(1-薄荷醇)具有較高的經濟 價值。它有輕快的甜的刺激氣味，有很強的清涼作用，清涼效果機理是刺激皮膚上的冷 感受器但不導致實際溫度變化，而其他異構體對左旋薄荷醇的清涼效果有較大的影響， 左旋薄荷醇的含量純度，決定了產品的品質。目前全球薄荷醇年產量估計在19000噸以 上，且市場上存在的基本上都是左旋薄荷醇。歷史上薄荷醇均來自植物提取，產量受季節變化、種植面積、不良耕作等影響 較大，主產區中國和印度也難以提供穩定的產品供給，導致的價格波動幅度非常大。且 天然薄荷的種植量也難以滿足日益擴大的市場需求，不足部分則需合成薄荷醇來填補。 合成薄荷醇口感穩定，感官上天然薄荷醇與合成薄荷醇完全可以互換，而且合成薄荷醇 不含天然薄荷醇中存在的雜質，因此其口感味道純正，加之價格相對便宜，有獨特的優 勢，更易於被廠家接受。當前因自然環境的破壞、種植面積的銳減和勞動力成本上升等因素的影響，天 然薄荷醇的產量越來越低，加之市場需求日益增加，共同加劇了薄荷醇價格的上漲。因 此工業合成薄荷醇經濟前景廣闊、提升空間大。薄荷醇的合成方法可分為兩種(1)製備消旋薄荷醇，然後進行手性拆分製得 左旋薄荷醇；(2)利用不對稱合成技術，不需要拆分直接得到左旋薄荷醇。第一種方法的缺點是，拆分步驟繁雜，產率普遍不高。上世紀60年代，美國 的赫克力士公司(Hercules)研發的路線就是經過用拆分法合成左旋薄荷醇(Acharya， S.P. ； Brown, H.C.J.Am.Chem.Soc.1967, 89，19251effingwell，J.C.&R.E.Shackelford, Laevo-Menthol syntheses and organoleptic properties, Cosmeticsand Perfumery, 1974, 89(6)，69-89)，但至今未能實現工業化生產。但是，德國德之馨公司依託其高超的 氫化技術和異構化重整技術(Kuhn，W. ； Funk, H. ； Senft, G. ； Koerber, K.A.DE 10239274，2002[Chem.Abstr.2002, 140，217823].)，將左旋薄荷醇成功產業化。最近德 國德之馨公司發明了一種了脂肪酶拆分技術，得到的左旋薄荷醇ee值接近100%，但成 本過高並未能工業化應用(Gatfield，I. ； Hilmer, E. ； Bornscheuer, U. ； Schmidt, R.； Vorlova, S.EP 1223223，2002[Chem.Abstr.2002, 137，78009].)。日本高砂公司以月桂烯為起始原料經過五步合成製備左旋薄荷醇，其核心反應是手性銠催化劑[Rh((S)_BINAP)2]C104催化烯丙基胺的不對稱氫遷移反應(S.Otsuka， K.Tani, Synthesis 1996，665 ； EP 0068506, 1982)。 日本高砂公司是世界上第一個利用
不對稱合成技術合成左旋薄荷醇的公司。在南歐和北非廣泛的商業種植的薄荷，其主要組成成分蒲勒酮(右旋胡薄 荷酮、胡薄荷酮，亦稱長葉薄荷酮)，價格較低廉可用做商業手性合成左旋薄荷醇的 原料，西班牙公司Bordas以其為起始原料經兩步氫化製備左旋薄荷醇(Leffingwell， J.C.&R.E.Shackelford， Laevo-Menthol syntheses and organolepticproperties, Cosmetics and Perfumery, 89(6)，69-89，1974)，反應式如下所示
權利要求
1.一種手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，以右旋胡薄荷酮為起始原料，先 經手性銠催化劑催化氫化生成左旋薄荷酮，再經手性釕催化劑催化氫化左旋薄荷酮合成 左旋薄荷醇。
2.根據權利要求1所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，所述的銠 催化劑是[Rh ((S)-Ligand) 2]X，銠催化劑的配體為(S) _2，2 『-雙[二(對甲苯 基)膦基]-1，1'-聯萘((S)-p-Tol-BINAP)、(S)_2，2'-雙(二苯基膦基)-1， 1'-聯萘((S)-BINAP)或(S)_2，2'-雙[二(3，5-二苯基)膦基]-1，1'-聯萘 ((S)-XylBINAP)；銠催化劑的陰離子 X 為 BF4、SbF6、PF6> ClO4 或 Cl。
3.根據權利要求1所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，所述的釕催化劑 是[RuX2(phosphane) (diamine)]，釕催化劑的配體包括膦配體、滷素配體和二胺配體，其 中膦配體為(S)_2，2'-雙[二(3，5-二苯基)膦基]-1，1'-聯萘((S)-XylBINAP)、 (S)-2, 2'-雙(二苯基膦基)-1，1'-聯萘((S)-BINAP)或(S)_2，2'-雙[二(對 甲苯基)膦基]-1，1'-聯萘((S)-p-Tol-BINAP)；滷素配體X為Cl、Br, I或F; 二 胺配體為(S)-l，1-二(4-甲氧基苯基)-3_異丙基-1，2-二胺((S)-DAIPEN)或(1S， 2S)_1，2-二苯基-1，2-二胺(S，S)_DPEN)。
4.根據權利要求2所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，所述的銠催化劑 的催化量在0.1 5mol%之間。
5.根據權利要求2所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，所述的銠催化劑 的反應介質是四氫呋喃、二氯甲烷、乙醇、異丙醇、N，N-二甲基甲醯胺或丙酮。
6.根據權利要求3所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，所述的釕催化劑 的催化量在0.05 5mol%之間。
7.根據權利要求1所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，所述的右旋胡薄 荷酮手性銠催化劑催化氫化生成左旋薄荷酮在Iatm IOOatm氫壓下進行。
8.根據權利要求1所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，所述的手性釕催 化劑催化氫化左旋薄荷酮合成左旋薄荷醇時加入分壓Iatm SOatm的氫氣。
9.根據權利要求3所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，所述的釕催化劑 的反應介質是異丙醇、N，N-二甲基甲醯胺、乙醇、甲醇、四氫呋喃或丙酮。
10.根據權利要求3所述的手性合成左旋薄荷醇的方法，其特徵在於，所述的釕催化 劑的鹼性體系是碳酸鉀、氫氧化鉀、叔丁醇鉀或異丙醇鉀。
全文摘要
本發明公開了一種手性合成左旋薄荷醇的方法，該方法以右旋胡薄荷酮為起始原料，先經手性銠催化劑催化氫化生成左旋薄荷酮，再經手性釕催化劑催化氫化左旋薄荷酮合成左旋薄荷醇。本發明所公開的通過不對稱合成技術合成左旋薄荷醇的方法，左旋薄荷酮收率大於90％，ee值大於99％，所得左旋薄荷醇總收率大於83％，ee值大於98％，比旋光度-49°～-50°，具有合成工藝簡單、產率高、選擇性好、催化劑活性高回收簡單等特點，適合大規模工業生產左旋薄荷醇。
文檔編號C07C29/145GK102010297SQ20101055490
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者李春榮, 楊定喬, 段澤斌, 王三永 申請人:華南師範大學, 廣東省食品工業研究所