2-甲基異冰片的合成方法
2023-08-13 05:13:21 1
專利名稱：2-甲基異冰片的合成方法
技術領域：
本發明屬於化學合成技術領域，特別是涉及一種適於大規模生產的2-甲基異冰片的合成方法。
背景技術：
2-甲基異冰片為異冰片的衍生物，又名2-甲基異莰醇，是某些藻類大量繁殖產 生的兩種代謝產物之一，由於其氣味很易被人類識別，因此是一種影響水質的物質。當天氣炎熱時，水藻便會在水庫增生，並釋放出2-甲基異冰片，使飲用水產生異味。由於極其少量的2-甲基異冰片就能在飲用水中產生異味，因此其在水中的濃度一直為人們所重視。但是，從自然界中提取2-甲基異冰片卻比較困難，因此長期以來，人工方法合成2-甲基異冰片受到了廣泛的關注。目前已經報導了幾種製備2-甲基異冰片的方法，如鈀碳氫化法(Maelkoenen et al. , Annales Academiae Scientiarum Fennicae, Series A2 Chemica, 1964,128, 30)和甲基格氏試劑法(Medsker et al. , Environmental Science &Technology, 1969,477)等，其中鈀碳氫化法需要使用較為昂貴的鈀碳催化劑和較為危險的氫化體系，因而不適合大規模生產。目前，利用甲基格氏試劑從D-樟腦出發製備2-甲基異冰片的方法為人們所普遍採用。但長期以來，由於D-樟腦類型的酮羰基與格氏試劑的加成反應通常收率較低，產物純化較難，因此其大規模生產受到很大限制。Swain等曾嘗試使用溴化鎂作為添加劑進行甲基格氏試劑與酮羰基的加成反應，但效果並不理想(J.Am. Chem. Soc.，1951，73，870)。此夕卜，Chastrette等嘗試使用四丁基溴化銨、高氯酸鋰等作為添加劑進行甲基格氏試劑與酮羰基的加成反應(J. Chem. Soc. , Chem. Commun. , 1970,470) ；Seebach等報導了使用三異丙氧基氯化鈦和三正丁氧基氯化鋯作為添加劑，應用在甲基格氏試劑與羰基加成的反應中(Angew. Chem.，Int. Ed. Engl.，1983, 22, 31) ；Dimitrov 等人報導了 使用 CeC13 活化 D-樟腦，然後與甲基格氏試劑反應生成2-甲基異冰片的方法(Tetrahedron Letters, 1996, 37,6787)。然而，上述這些合成方法的共同缺點是操作過程繁瑣，且反應產率較低，從而導致成本較高，因此僅適用於研發性的小規模製備，而無法進行大批量生產。因此，2-甲基異冰片的工業化生產已成為相關行業的瓶頸。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種能夠在保證產品純度的前提下大幅度提高產率，操作簡單，並且適於大規模生產的2-甲基異冰片的合成方法。為了達到上述目的，本發明提供的2-甲基異冰片的合成方法包括按順序進行的下列步驟I)將作為原料的D-樟腦加入到反應容器中，然後在室溫下依次加入作為溶劑的乙醚和作為活化劑的三氯化鋁，將該反應體系在室溫下攪拌3 5小時得到混合體系A ；
2)將鎂屑和乙醚在室溫下混合，再加入催化劑量的碘單質，得到混合體系B ；3)將混合體系B加熱至回流，然後在此狀態下將碘甲烷緩慢滴入到混合體系B中；滴加完畢後，將上述反應液降至室溫，並在室溫下攪拌I 2小時，得到混合體系C ；4)將混合體系A加熱至回流，並在回流狀態下攪拌5 10小時，然後在此溫度下將混合體系C滴加至混合體系A中,之後將反應液在回流狀態下攪拌48 72小時,然後冷卻過濾，將過濾後得到的固體丟棄；將溶液相用石油醚稀釋，然後用2M鹽酸溶液洗滌，靜置後分離有機相和水相，水相丟棄；之後將有機相用飽和食鹽水洗滌，靜置後分離有機相和水相，水相丟棄；將有機相與鹽酸羥胺和氫氧化鈉水溶液混合攪拌12 24小時後，分液，水相丟棄，將有機相用無水硫酸鈉乾燥，溶劑旋幹而得到粗品；5)將上述粗品用乙酸乙酯和正己烷混合溶劑重結晶，得到產物2-甲基異冰片。
所述的步驟I)中D-樟腦、乙醚和三氯化鋁的重量比為I : 2 4 I 2。所述的步驟2)中鎂屑、乙醚與步驟I)中D-樟腦的重量比為O. 3 O. 6 I
2 I0所述的步驟3)中碘甲烷與步驟I)中D-樟腦的重量比為I. 5 2. O I。所述的步驟5)中粗品與乙酸乙酯和正己烷的重量比為I : O. I 5 I 10。本發明提供的2-甲基異冰片的合成方法的反應過程如下
權利要求
1.ー種2-甲基異冰片的合成方法，其特徵在於所述的合成方法包括按順序進行的下列步驟 1)將作為原料的D-樟腦加入到反應容器中，然後在室溫下依次加入作為溶劑的こ醚和作為活化劑的三氯化鋁，將該反應體系在室溫下攪拌3 5小時得到混合體系A ； 2)將鎂屑和こ醚在室溫下混合，再加入催化劑量的碘單質，得到混合體系B; 3)將混合體系B加熱至回流，然後在此狀態下將碘甲烷緩慢滴入到混合體系B中；滴加完畢後，將上述反應液降至室溫，並在室溫下攪拌I 2小時，得到混合體系C ； 4)將混合體系A加熱至回流，並在回流狀態下攪拌5 10小時，然後在此溫度下將混合體系C滴加至混合體系A中,之後將反應液在回流狀態下攪拌48 72小時,然後冷卻過 濾，將過濾後得到的固體丟棄；將溶液相用石油醚稀釋，然後用2M鹽酸溶液洗滌，靜置後分離有機相和水相，水相丟棄；之後將有機相用飽和食鹽水洗滌，靜置後分離有機相和水相，水相丟棄；將有機相與鹽酸羥胺和氫氧化鈉水溶液混合攪拌12 24小時後，分液，水相丟棄，將有機相用無水硫酸鈉乾燥，溶劑旋幹而得到粗品； 5)將上述粗品用こ酸こ酯和正己烷混合溶劑重結晶，得到產物2-甲基異冰片。
2.根據權利要求I所述的2-甲基異冰片的合成方法，其特徵在於所述的步驟I)中D-樟腦、こ醚和三氯化鋁的重量比為I : 2 4 I 2。
3.根據權利要求I所述的2-甲基異冰片的合成方法，其特徵在於所述的步驟2)中鎂屑、こ醚與步驟I)中D-樟腦的重量比為0.3 0.6 2 4 I。
4.根據權利要求I所述的2-甲基異冰片的合成方法，其特徵在於所述的步驟3)中碘甲烷與步驟I)中D-樟腦的重量比為I. 5 2.0 I。
5.根據權利要求I所述的2-甲基異冰片的合成方法，其特徵在於所述的步驟5)中所得粗品與こ酸こ酯和正己烷的重量比為I : 0.1 5 I 10。
全文摘要
一種2-甲基異冰片的合成方法。該合成方法是以D-樟腦和碘甲烷作為起始反應原料，在三氯化鋁的作用下，通過格氏反應和烷基化反應，然後經過提純而獲得產物2-甲基異冰片。本發明提供的2-甲基異冰片的合成方法產率高(大於等於95％)，並且所使用的反應原料價格低廉，因此能夠在保證產品純度的前提下大幅度提高產率，並同時降低生產成本，因此非常適於大規模生產。
文檔編號C07C35/29GK102627529SQ20121007643
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者何雅娟, 符新亮, 蘇福海, 袁家龍, 陳曉, 馬康 申請人:中國計量科學研究院, 天津市佰斯康科技有限公司