一種δ-十八內(nèi)酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種δ -十八內(nèi)酯的制備方法，屬于有機(jī)化合物合成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] δ-十八內(nèi)酯系內(nèi)酯類(lèi)化合物，屬于食用香料，其合成方法的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少。 在2000年Steven C. Cermak和Terry A. Isbell等人以油酸為原料，用二氯甲燒為溶劑， 采用為硫酸催化劑制備十八內(nèi)酯。但是該方法收率低，副反應(yīng)多，油酸需分離提純處 理，該步驟難以工業(yè)化。也有曾用十四酸為原料合成δ-十八內(nèi)酯，但是成本高，反應(yīng)步驟 長(zhǎng)，該法不利當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種δ-十八內(nèi)酯系內(nèi)酯的制備方法，該方法通過(guò)從最簡(jiǎn)單 的原料入手，操作簡(jiǎn)單，收率高等為特點(diǎn)，從而降低反應(yīng)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高可操作性， 更加易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004] -種δ -十八內(nèi)酯系內(nèi)酯的制備方法，所述方法為：將1，3-環(huán)己二酮與溴代十二 烷在催化劑作用下進(jìn)行烷基化得到二酮，再將二酮開(kāi)環(huán)氧化得到5-氧代十八酸，經(jīng)過(guò)硼氫 化鈉還原后，酸化環(huán)合得到十八內(nèi)酯。
[0005] 本發(fā)明所述中分四個(gè)步驟：烷基化反應(yīng)；開(kāi)環(huán)反應(yīng)；還原與成環(huán)反應(yīng)，重結(jié)晶。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，烷基化均優(yōu)選所述甲苯類(lèi)作溶劑生成的無(wú)機(jī)鹽易與其分 離，堿性催化劑與助劑三辛基甲基氯化銨促使長(zhǎng)鏈烷基化的順利進(jìn)行，是整個(gè)工藝中的關(guān) 鍵一步。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，開(kāi)環(huán)反應(yīng)優(yōu)選堿性催化劑于水相中進(jìn)行，酸化后同時(shí)生成 物難溶于水，易分離。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，還原與成環(huán)反應(yīng)，采用室溫硼氫化鈉還原，鹽酸環(huán)合，操作 簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，重結(jié)晶，提高產(chǎn)品純度，香氣。
[0010] 本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案為： 一種δ-十八內(nèi)酯系內(nèi)酯的制備方法，所述方法為：70~80°C下，將摩爾比為1:1:7. 5:1 的1，3-環(huán)己二酮與溴代十二烷于甲苯的氫氧化鉀溶劑中以及少量催化劑反應(yīng)4~5h，得產(chǎn) 物I ;將I與其10倍質(zhì)量的10%氫氧化鈉水溶液90°C回流反應(yīng)30h，酸化后過(guò)濾得到固體 5_氧代十八酸II ;再I(mǎi)I于5倍質(zhì)量95%乙醇中，分批加入適量的硼氫化鈉，30~35°C保溫3h， 加入適量鹽酸調(diào)節(jié)Ph=5左右，升溫50~60°C，保溫0. 5h得到δ -十八內(nèi)酯III ; III經(jīng)正己 烷于-l〇°C重結(jié)晶，過(guò)濾，干燥得δ-十八內(nèi)酯。該工藝總的摩爾收率68. 3%。
[0011] 上述技術(shù)方案中，所述"過(guò)濾"優(yōu)選使用布式漏斗過(guò)濾除去體系內(nèi)固體。
[0012] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選利用減壓蒸餾方法除去過(guò)濾后所得濾液中的溶劑。
[0013] 本發(fā)明中的烷基化反應(yīng)過(guò)程中采用了甲苯作溶劑，堿催化劑加助劑，缺一不可，改 善了長(zhǎng)鏈烷烴難于烷基化的特點(diǎn)，反應(yīng)后過(guò)濾，有效的分離了有機(jī)物與無(wú)機(jī)物。減少了污水 處理問(wèn)題，該方法可以直接過(guò)濾掉體系內(nèi)的無(wú)機(jī)鹽，省略了水洗過(guò)程，既減少?gòu)U水排放又節(jié) 省了洗滌設(shè)備，同時(shí)濃縮后的粗品可直接進(jìn)行下一步反應(yīng)，無(wú)需蒸餾，節(jié)約了能源。
[0014] 過(guò)濾步驟具體為：將所得產(chǎn)物I和甲苯降溫至室溫后進(jìn)行過(guò)濾，將所得全部濾液 進(jìn)行濃縮得粗品I。
[0015] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過(guò)以廉價(jià)的原料反應(yīng)，操作簡(jiǎn)單每步收率較高，從 而降低成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，更加易于工業(yè)化生產(chǎn)，解決了前人中難以工業(yè)化和成本高的 問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以 任何方式限制本發(fā)明。
[0017] 下述實(shí)施例中所述試驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如 無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。 實(shí)施例
[0018] δ-十八內(nèi)酯的制備 1. 十二烷基-1，3-環(huán)己二酮的制備：在裝有攪拌、溫度計(jì)冷凝管的1000ml四口瓶中 加入甲苯400ml，開(kāi)動(dòng)攪拌，加入1，3-環(huán)己二酮56g、氫氧化鉀28g、三辛基甲基氯化銨4g， 升溫至70~80°C，保溫lh。與該溫度下，滴加溴代十二烷125g，約lh滴完。滴完后升溫 至80°C，保溫5h。水浴降至室溫后，過(guò)濾得棕色液體，減壓脫除溶劑甲苯后，得粗品十二烷 基-1，3-環(huán)己二酮I粗品140g，備用。產(chǎn)率98%。
[0019] 反應(yīng)方程式如下：
2. 5-氧代十八酸的制備：在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的500ml四口燒瓶?jī)?nèi)加入上述 粗品30g，事先將配好10%氫氧化鈉溶液300g加入四口燒瓶中，開(kāi)動(dòng)攪拌升溫至90°C，保 溫反應(yīng)30h。反應(yīng)結(jié)束后，用冰水浴降溫15~20°C，滴加濃鹽酸，控制溫度不超過(guò)20°C，調(diào)節(jié) Ph=4~5有固體析出，過(guò)濾得5-氧代十八酸27g。收率84. 6%。
[0020] 反應(yīng)方程式如下：
3. δ -十八內(nèi)酯的制備：在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的500ml四口燒瓶?jī)?nèi)加入上述粗 品23g、95%乙醇115g、氫氧化鈉4g開(kāi)動(dòng)攪拌，冰水浴，分批加入硼氫化鈉1. 5g，放熱明顯， 加完后，緩慢升溫至30~35°C，保溫3h。待原料反應(yīng)完全后，滴加5%鹽酸，調(diào)節(jié)PH=5~6，升 溫50~60°C，反應(yīng)半小時(shí)。減壓脫除溶劑后，降至室溫，加入100ml三氯甲烷，水洗兩次，脫 除溶劑后，的粗品21. 5g。收率84. 1%。將上述粗品加入32g的正己烷中，升溫至溶解后，于 低溫槽中緩慢攪拌，_l〇°C，保溫lh，過(guò)濾，得δ-十八內(nèi)酯，干燥后得白色蠟狀固體18g，收 率83. 3%。具有脂香和蠟香香氣，熔點(diǎn)38~39°C，含量98. 6%以上。
[0021] 反應(yīng)方程式如下：
對(duì)比例1 在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的1000ml四口瓶?jī)?nèi)加水400ml、1，3-環(huán)己二酮56g，氫氧化 鉀28g，三辛基甲基氯化銨4g，升溫至70~80°C，保溫lh，滴加溴代十二烷125g加入完畢在 此溫度保溫反應(yīng)5h，降溫至室溫。靜止，分出油層123g，取樣分析，油層為溴代十二烷，水層 為1，3_環(huán)己二酮，沒(méi)有得到I。
[0022] 對(duì)比例2 在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的l〇〇〇ml四口瓶?jī)?nèi)加入甲醇400ml、l, 3-環(huán)己二酮56g，氫 氧化鉀28g，三辛基甲基氯化銨4g，升溫至70~80°C，保溫lh，滴加溴代十二烷125g加入完 畢在此溫度保溫反應(yīng)5h，降溫至室溫，過(guò)濾。濃縮后得粗品I。
[0023] 不同溶劑對(duì)反應(yīng)的影響(表一）
上表中"保溫時(shí)間"指溴代十二烷全部加入后的保溫時(shí)間。由表一中可以看出，不同的 溶劑作用效果為甲苯>甲醇>水。這是由于有水生成，甲苯不易溶于水，1，3-環(huán)己二酮低溫 時(shí)也不易溶于甲苯中，而生成的有機(jī)物易溶于甲苯，這樣將反應(yīng)的生成物與水分開(kāi)，促進(jìn)了 反應(yīng)的正向移動(dòng)，水和甲醇易溶水和1，3-環(huán)己二酮，使反應(yīng)生成物難于與水分離開(kāi)來(lái)，阻 止了反應(yīng)的進(jìn)行。
[0024] 對(duì)比例3 在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的l〇〇〇ml四口瓶?jī)?nèi)加甲苯400ml、1，3-環(huán)己二酮56g，氫氧 化鉀28g，升溫至70~80°C，保溫lh，滴加溴代十二烷125g加入完畢在此溫度保溫反應(yīng)5h， 降溫至室溫。過(guò)濾，濃縮后得I粗品126g，收率90%。
[0025] 對(duì)比例4 在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的l〇〇〇ml四口瓶?jī)?nèi)加入甲苯400ml、1，3-環(huán)己二酮56g，氫 氧化鉀28g，三甲基甲基氯化銨4g，升溫至70~80°C，保溫lh，滴加溴代十二烷125g加入完 畢在此溫度保溫反應(yīng)5h，降溫至室溫，過(guò)濾。濃縮后得I粗品133g。
[0026] 不同助劑對(duì)反應(yīng)的影響(表二）

由表二中可以看出，不同的助劑作用效果為三辛基甲基氯化銨> 三甲基氯化銨 > 不添 加助劑。這是由于辛基的炭鏈長(zhǎng)于甲基，在反應(yīng)體系中更利于反應(yīng)的進(jìn)行，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn) 程。而不添加助劑的則反應(yīng)活性較弱。
[0027] 由此可見(jiàn)，該工藝操作簡(jiǎn)單，適用于工業(yè)化，工藝的摩爾收率在68. 3%，產(chǎn)品質(zhì)量好 香氣佳，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0028] 本發(fā)明涉及一種十八內(nèi)酯的制備方法，所述方法為：70~80°C下，將摩爾比為1:1 : 7. 5:1的1，3-環(huán)己二酮、溴代十二烷、甲苯、氫氧化鉀以及少量催化劑三辛基甲基氯化銨 于甲苯溶劑中反應(yīng)得到二酮化合物；再將二酮化合物I在10%氫氧化鈉的水溶液中回流反 應(yīng)30h，降至室溫酸化，得到5-氧代十八酸；于30-35Γ乙醇中經(jīng)硼氫化鈉還原，處理后，經(jīng) 稀鹽酸環(huán)化得粗品十八內(nèi)酯；由正己烷重結(jié)晶得固體δ-十八內(nèi)酯。本發(fā)明通過(guò)以 1，3_環(huán)己二酮、溴代十二烷反應(yīng)，制得δ-十八內(nèi)酯。該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.原料易得， 價(jià)廉；2.操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)步驟少，易于工業(yè)化生產(chǎn)；3.收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，香氣佳。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種δ -十八內(nèi)酯的制備方法，所述方法為：在一定溫度下，將1，3-環(huán)己二酮、溴代 十二烷、氫氧化鉀以及少量催化劑三辛基甲基氯化銨于甲苯溶劑中反應(yīng)得到二酮化合物； 再將二酮化合物在氫氧化鈉的水溶液中回流反應(yīng)，降至室溫酸化，得到5-氧代十八酸；于 乙醇中經(jīng)硼氫化鈉還原，處理后，于稀鹽酸環(huán)化得粗品十八內(nèi)酯；經(jīng)正己烷重結(jié)晶得固 體δ-十八內(nèi)酯，該工藝的摩爾收率68.3% (按1，3-環(huán)己二酮計(jì)算)。2. 其中，所述二酮化合物與氫氧化鈉的摩爾比為0. 14:1~0. 15:1 ;5_氧代十八酸與硼 氫化鈉的摩爾比為1:0. 43~1:0.44 ;正己烷與δ-十八內(nèi)酯質(zhì)量比3:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法為：70~80°C下，將摩爾比為 1:1:7.5:1的1，3_環(huán)己二酮與溴代十二烷于甲苯的氫氧化鉀溶劑中以及少量催化劑反應(yīng) 4~5h，得產(chǎn)物I。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法為：將I與其10倍質(zhì)量的10% 氫氧化鈉水溶液90°C回流反應(yīng)30h，酸化后過(guò)濾得到固體5-氧代十八酸II。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：再I(mǎi)I于5倍質(zhì)量95%乙醇中，分批加入適 量的硼氫化鈉，30~35°C保溫3h，加入適量鹽酸調(diào)節(jié)Ph=5左右，升溫50~60°C，保溫0. 5h得 到δ-十八內(nèi)酯III ; 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：111經(jīng)正己烷于-10°C重結(jié)晶，過(guò)濾，干燥得 δ -十八內(nèi)酯。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種δ-十八內(nèi)酯的制備方法，所述方法為：70~80℃下，將摩爾比為1:1：7.5:1的1,3-環(huán)己二酮、溴代十二烷、甲苯、氫氧化鉀以及少量催化劑三辛基甲基氯化銨于甲苯溶劑中反應(yīng)得到二酮化合物；再將二酮化合物I在10%氫氧化鈉的水溶液中回流反應(yīng)30h，降至室溫酸化，得到5-氧代十八酸；于30-35℃乙醇中經(jīng)硼氫化鈉還原，處理后，經(jīng)稀鹽酸環(huán)化得粗品δ-十八內(nèi)酯；由正己烷重結(jié)晶得固體δ-十八內(nèi)酯。本發(fā)明通過(guò)以1,3-環(huán)己二酮、溴代十二烷反應(yīng)，制得δ-十八內(nèi)酯。該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.原料易得，價(jià)廉；2.操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)步驟少，易于工業(yè)化生產(chǎn)；3.收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，香氣佳。
【IPC分類(lèi)】C07D309/30
【公開(kāi)號(hào)】CN105503803
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510544508
【發(fā)明人】趙義國(guó), 劉猛, 孫建聳
【申請(qǐng)人】大連來(lái)克精化有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年8月31日