(e,e)-法尼基丙酮的製備方法

2023-07-04 19:09:21

專利名稱：(e,e)-法尼基丙酮的製備方法
(E， E)-法尼基丙酮的製備方法 本發明涉及一種用於製備E/E-法尼基丙酮(2，6，10-三甲基-2，6，10-十五碳三 烯-14-酮)的方法，該化合物是香精香料工業關注的化合物，並且是在醫藥上、營養學上受 關注化合物(例如P-玉米胡蘿蔔素)的中間體。 CH260081描述了如下製備法尼基丙酮的方法在0-5t:下利用雙烯酮使橙花叔醇 在NaOEt的存在下轉化成其乙醯基乙酸酯，在5mm的壓力和190-200°C的溫度下脫羧化，然 後在2. 5mm下精餾(產率45. 7w% )。或者，將Me-乙醯乙酸酯和橙花叔醇在無水K2C03的 存在下在150-16(TC下加熱10小時。添加額外的K2C03後，將混合物在該溫度下再加熱10 小時，除水、除醇、除酮。通過分級蒸餾殘餘物，得到產率60w^的法尼基丙酮。
A.Caliezi等人(Helv. Chim. Acta 35， 1649-55 [1952])描述了如下方法在-18。C 下在醚中用PBr3對橙花叔醇進行處理從而得到法尼基溴化物，然後與乙醯乙酸鈉縮合，從 而得到Et-法尼基乙醯乙酸酯，然後用Ba(OH)2水溶液進行酮裂解得到法尼基丙酮和法尼 基乙酸。 根據I. N. Nazarov等人(Izvestiya Akademii nauk SSSR， SeriyaKhimicheskaya 1957， 1267-70 ;Chem. Abstr. 52 :34658 [1958])，乙烯基叔醇(例如橙花叔醇)轉化成不飽 和酮可以通過3步實現(1)用滷化氫HX處理從而形成烯丙基滷化物，該化合物用乙醯乙 酸鈉處理；(2)在140-19(TC下用乙醯乙酸酯對該醇進行處理；或者(3)用雙烯酮對該醇進 行處理。由方法(3)得到最佳結果，其得到60-65w^產率的不飽和酮。
這些方法的缺點是形成廢物(特別是鹽)、產率低和立體特異性低。DE 1 193 490中以及Saucy和Marbet的Helv. Chim. Acta 50， 2091-2095 (1967)中公開了更便利的 由乙烯基叔醇(例如橙花叔醇)和異丙烯基甲基醚(IPM)合成Y， S-不飽和羰基化合物 (例如法尼基丙酮)的方法，在該方法中，在壓力(6個N2大氣壓)、125t:下在酸性條件下 (磷酸或對甲苯磺酸)處理16小時。 J. Zhang等人(Huaxue Shijie 45， 86-88 (2004) ;Chem. Abstr. 146 : 296095(2006))由裡哪醇通過Carroll重排、Grignard反應和催化氫化合成了產率高達 50. 9w^的法尼基丙酮。考慮到存在廢物和產率低，這個方法相對浪費、不太經濟
儘管法尼基丙酮存在四種立體異構體(E/E， E/Z， Z/E， Z/Z)，但上述參考文獻中沒 有任何一篇給出任何關於最終產物的立體性質的信息。也未公開E/E-法尼基丙酮的立體 定向製法。法尼基丙酮的立體性質的差異對於各異構體在香精香料工業中的使用很重要。 本發明的任務在於找到一種立體定向合成E/E-法尼基丙酮的經濟、高產率以及能實現至 少若干t/a工業規模的方法。 這已經通過如下實現使橙花叔醇與異丙烯基甲基醚(IPM)在酸性催化劑的存在 下進行反應，然後通過分級蒸餾從反應混合物中分離純E/E-法尼基丙酮。本發明因此涉及 一種用於製備E/E-法尼基丙酮的方法，該方法中，使橙花叔醇與IPM在酸性催化劑的存在 下進行反應，然後通過分級蒸餾將其分離出來。由此，可以得到立體純度為至少90X的E/ E-法尼基丙酮。 本發明還涉及由此得到的/可由此得到的E/E-法尼基丙酮並且涉及根據本發明的方法得到/可根據本發明的方法得到的E/E-法尼基丙酮作為廣義的香味或香精成分(尤其在香水中)和在類胡蘿蔔素的製備中作為中間體的用途。 原料E/Z-橙花叔醇或E-橙花叔醇以及異丙烯基甲基醚是可商購產品。E-橙花叔醇還可由商購E/Z-橙花叔醇通過分級蒸餾得到。 酸性催化劑優選為磷酸，其用量相對於反應混合物中的橙花叔醇適於為0. 01至0.5mol^，優選為0.2molX。有利的是使用在適當有機溶劑諸如丙酮中的磷酸(優選地其濃度為10-30wt% )，而非磷酸本身。然而也可以使用諸如硫酸的其它礦物酸和諸如對甲苯磺酸、甲磺酸、三氯乙酸或草酸的強有機酸，但不太優選。 該反應適於在100-20(TC範圍內的溫度下實施8-20小時，優選在120-18(rC下，更優選在140-16(TC下實施約16小時總反應時間。 該反應可以在密閉反應器中在大氣壓和回流下或者在加壓下實施，如果需要可以在惰性氣氛(諸如氮氣)下實施。此外，該反應採用過量的IPM實施，其摩爾量相對於橙花叔醇的摩爾量為2.5-5.0 : 1，優選大於3.8 : 1。可以照常取樣並通過氣相色譜對其進行分析來確定反應終點。 通過在減壓下、優選在小於0. lmbar下、更優選在0. 03_0. 02mbar下進行分級蒸餾從反應混合物中分離出所需E/E-法尼基丙酮作為主要級分。有利地，通過添加鹼性有機或無機化合物(例如乙酸鈉)中和酸性催化劑，如果需要在分餾前將它以及低沸點組分除去。
發現磷酸催化的E/E-橙花叔醇的C3-延長導致以下四種法尼基丙酮(FA)異構體的混合物，在蒸餾(分離低沸點物和高沸點物)後全部異構體的產率為89-91% :E/E-FA:34% ;(5Z，9E)-FA+(5E，9Z)-FA :49% (這兩種異構體不能通過氣相色譜分離);Z/Z-FA:17%。相應地，E-橙花叔醇的C3-延長導致兩種異構體E/E-FA和(5Z，9E)-FA(約60 : 40%)的混合物在蒸餾(分離低沸點物和高沸點物)後全部異構體的產率為86-88%。
通過以下實施例對本發明進行更詳細地闡述。
實施例1 由E-橙花叔醇磷酸催化製備E/E-法尼基丙酮 在1. 0升不鏽鋼間歇反應器(中壓_高壓)中裝入1. 2885g的18w% H3P04在丙酮中的溶液(2. 37mMol，0. 3Mo1)和179. 5g的E_橙花叔醇(0. 790Mol)，其中該反應器具有在夾套中的電加熱和水冷系統、壓力傳感器和不鏽鋼攪拌器。添加225g的異丙烯基甲基醚(IPM，3. 01Mol，3. 81當量)。攪拌(500rpm)下，將混合物在2小時內加熱至160°C。 16小時總反應時間後，將反應混合物冷卻至25t:，在減壓下從反應器中取出，並與2g的乙酸鈉一起攪拌30分鐘。在5iim的Teflon膜上過濾後，在旋轉蒸發器中4(TC下分兩步(泵壓為10mbar和0. 05mbar)除去低沸點物。粗產物(產率93. 1 % ，選擇性0. 94)在500ml的雙口圓底燒瓶中油浴中進行蒸餾，該燒瓶具有PT 100、磁力攪拌器、Liebig冷凝器、AnschiltzThiele分離器、冷阱(cold tr即)和高真空泵。在140°C的浴溫、125-127°C的內部溫度、118-122t:的頭部溫度以及0.03-0.02mbar的絕對壓力(泵壓)下，得到產率為86%的E/E-法尼基丙酮和(5Z，9E)-法尼基丙酮的混合物。在67-140。C、44. 5-123。C或27. 3-lirC和0. 03mbar (泵壓)的條件下得到產率3. 7 %的E/E-法尼基丙酮和(5Z， 9E)-法尼基丙酮的混合物的前餾分。主要餾分和前餾分的總產率為89.7%，選擇性為0.9。 E/E-法尼醇丙酮通過蒸餾從(5Z/9E)-法尼基丙酮中分離出來。通過^和"C-NMR譜表徵產物。純度通過色譜確定。E/E-FA 300MHz 13C_NMR(CDC13) : S (ppm， TMS) = 208. 8， 136. 4， 135. 0， 131. 3， 124. 4， 124. 0， 122. 5，43. 8，39. 7，39. 6，29. 9，26. 8，26. 5，25. 5，22. 5， 17. 7， 16. 0(2C)。
實施例2 以與實例1所述相同的方式，由199g E-橙花叔醇、1. 38g催化劑溶液和3. 15當量 的IPM出發，得到E/E-法尼基丙酮和(5Z，9E)-法尼基丙酮的混合物，產率為89. 8%，選擇 性為0.90(粗產物)；或產率為87.4% (分離低沸點物和高沸點物後的主餾分和前餾分的 總量)，選擇性為O. 87。
實施例3 以與實例1所述相同的方式，由224. 4g E_橙花叔醇、1. 56g催化劑溶液和2. 5當 量的IPM出發，得到E/E-法尼基丙酮和(5Z，9E)-法尼基丙酮的混合物，產率為88. 2%，選 擇性為0.88(粗產物)；或產率為86. 1% (分離低沸點物和高沸點物後的主餾分和前餾分 的總量)，選擇性為O. 86。
權利要求
一種用於製備E/E-法尼基丙酮的方法，其特徵在於使橙花叔醇與異丙烯基甲基醚在酸性催化劑的存在下在高溫下進行反應；並且通過分級蒸餾進行分離。
2. 如權利要求1所述的方法，其中，E-橙花叔醇與異丙烯基甲基醚反應。
3. 如權利要求1或權利要求2所述的方法，其中，橙花叔醇和異丙烯基甲基醚的摩爾
4. 如權利要求1至3中任意一項所述的方法，其中，所述酸性催化劑是在丙酮溶液中的 磷酸。
5. 如權利要求1至4中任意一項所述的方法，其中，純E/E-法尼基丙酮通過在小於 0. lmbar的絕對壓力下分級蒸餾反應混合物而得到。
6. 如權利要求1至5中任意一項所述的方法，其中，得到立體純度為至少90%的E/ E-法尼基丙酮。
7. 根據權利要求1至6中任意一項所述方法製備的E/E-法尼基丙酮。
8. 通過權利要求1至6中任意一項所述的方法得到的或可通過權利要求1至6中任意 一項所述的方法得到的E/E-法尼基丙酮。
9. 通過權利要求1至6中任意一項所述的方法得到的或可通過權利要求1至6中任意 一項所述的方法得到的E/E-法尼基丙酮作為香料或香精成分的用途。
10. 通過權利要求1至6中任意一項所述的方法得到的或可通過權利要求1至6中任 意一項所述的方法得到的E/E-法尼基丙酮在類胡蘿蔔素的製備中作為中間體的用途。
全文摘要
本發明涉及一種用於製備E-法尼基丙酮的方法，其特徵在於使橙花叔醇與異丙烯基甲基醚在酸性催化劑的存在下在高溫下進行反應；並且通過分級蒸餾進行分離。
文檔編號C07C49/203GK101778810SQ200880102256
公開日2010年7月14日 申請日期2008年7月22日 優先權日2007年8月8日
發明者沃夫·庫恩滋, 沃納爾·邦拉蒂 申請人:帝斯曼智慧財產權資產管理有限公司