一种以异松油烯为原料合成香芹酚的方法与流程

本发明属于有机合成，涉及香料化合物香芹酚的合成，具体涉及一种以异松油烯为原料合成香芹酚的方法。

背景技术：

1、香芹酚是一种无色至淡黄色的黏稠液体。它具有较强的抗菌能力，对螨虫和昆虫等有害生物有良好的生长抑制作用。作为一种绿色、低毒性的食品添加剂，广谱杀菌剂和抗氧化剂，它已被美国及欧盟列入安全食品用香料，常应用于牙膏，漱口水，化妆品及食品防腐等领域。天然的香芹酚主要存在于多种唇形科类植物中，如百里香，牛至等，但天然提取法存在成本高、产量有限的问题，无法满足工业化大规模生产需求，因此开发高效的化学合成工艺具有重要的现实意义。

2、目前，香芹酚的合成主要有以下几种方法：

3、第一种是以邻甲基苯酚为原料，采用三氯化铝或者三氯化铁等强路易斯酸作为催化剂与异丙醇或者2-氯丙烷进行傅-克烷基化反应，制备香芹酚。该方法已在专利cn1488615中提出。但此方法会产生大量的金属盐，污染环境，难以大规模生成应用。

4、第二种是以香芹酮为原料，在强酸或者金属催化剂的作用下经芳构化合成香芹酚。例如专利cn101475448a中，以peg为辅助剂，通过酸催化促进香芹酮分子内重排合成香芹酚。但香芹酮的市场价格通常高于香芹酚，导致该方法的生产成本难以控制，经济性较差。

5、第三种是以对异丙基甲苯，经硫酸磺化，生成对异丙基甲苯-2-磺酸，然后再经碱熔处理获得香芹酚。该方法用到大量的酸碱，对生产设备的耐腐蚀性要求较高，且会产生大量废水，环保处理压力较大。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种以异松油烯为原料合成香芹酚的方法，本发明以廉价的异松油烯为原料，经加氢，环氧化，异构，氧化、环氧化及重排六步反应，即可获得纯度＞99%的香芹酚成品，并且每步反应的收率均高于90%，本发明所使用的设备简单，不会产生大量的金属盐，并且金属催化剂可以实现多次套用。本发明为香芹酚的制备提供了一条新颖，高效的工艺路径，且易于实现工业化放大生产，具有良好的应用前景。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种以异松油烯为原料合成香芹酚的方法，包括以下步骤：

4、（1）加氢反应：将异松油烯、极性溶剂以及金属加氢催化剂投入加氢釜中，经氢气还原得到中间体a；

5、（2）环氧化反应：将中间体a与醋酸钠混合打底后，滴加过氧乙酸，进行环氧化反应得到中间体b；

6、（3）异构反应：将中间体b与酸性均相过渡金属盐催化剂混合打底后，经高温异构反应得到中间体c；

7、（4）氧化反应：将中间体c与有机铝路易酸催化剂混合打底后，通过oppenauer氧化得到中间体d；

8、（5）环氧化反应：将中间体d与醋酸钠混合打底后，滴加过氧乙酸，进行环氧化反应得到中间体e；

9、（6）重排反应：将中间体e、溶剂以及均相酸催化剂混合打底后，通过回流带水的方式得到香芹酚；

10、所述均相酸催化剂为布朗斯特酸催化剂或路易斯酸催化剂；

11、反应路线如下所示：

12、。

13、本发明的进一步改进方案为：

14、步骤（1）的操作过程为：将异松油烯、极性溶剂以及金属加氢催化剂投入高压釜，开启搅拌并使反应体系处于氮气氛围，升温通氢气进行加氢反应，当异松油烯含量小于1%时，降温结束反应，反应退料经简单过滤和减压精馏后得到中间体a，反应全程压力控制在5-30bar，反应温度控制在30-100℃。

15、进一步的，所述极性溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、二氧六环、二氯甲烷或二氯乙烷中的一种或两种以上混合；

16、进一步的，所述金属加氢催化剂为雷尼镍、钯/碳、钯/氧化铝、钌/碳、钌/氧化铝中的一种或两种以上混合；

17、进一步的，所述异松油烯与极性溶剂的质量比为1：0.5-3，异松油烯与金属加氢催化剂的质量比为1：0.001-0.01。

18、进一步的，步骤（2）的操作过程为：将中间体a与醋酸钠混合打底，待体系搅拌均匀且体系温度达到要求时，开始缓慢滴加过氧乙酸进行环氧化反应，当中间体a含量小于30%时，降温结束反应，反应退料分别用10%亚硫酸钠和10%氢氧化钠洗涤，再通过减压精馏得到中间体b，反应为常压反应，反应温度控制在10-40℃；

19、进一步的，所述中间体a与醋酸钠的质量比为1：0.01-0.2，所述中间体a与过氧乙酸的质量比1：1-2。

20、进一步的，步骤（3）的操作过程为：将中间体b与酸性均相过渡金属盐催化剂混合打底，待体系搅拌均匀后，将温度升高至指定温度，搅拌进行异构反应，当中间体b含量小于1%时，降温结束反应，反应退料用1%氢氧化钠洗涤，再通过减压精馏得到中间体c，反应为常压反应，反应温度控制在80-170℃；

21、进一步的，所述酸性均相过渡金属盐催化剂为金属铁、镍、锌、钯、铜、铂的硫酸盐、醋酸盐或卤化物中的一种或两种以上混合；

22、进一步的，所述中间体b和酸性均相过渡金属盐催化剂的质量比为1：0.005-0.15。

23、进一步的，步骤（4）的操作过程为：将中间体c与有机铝路易酸催化剂混合打底，开启搅拌，待温度升高至指定温度，滴加氧化剂，进行氧化反应，当中间体c含量小于1%时，降温结束反应，反应退料经减压精馏后得到中间体d，反应为常压反应，反应温度控制在30-100℃；

24、进一步的，所述有机铝路易酸催化剂为异丙醇铝；

25、进一步的，所述氧化剂为丙酮、丁酮或环己酮中的一种或两种以上混合；

26、进一步的，所述中间体c和有机铝路易酸催化剂的质量比为1：0.01-0.1，所述中间体c和氧化剂的质量比为1：0.1-1。

27、进一步的，步骤（5）的操作过程为：将中间体d与醋酸钠混合打底，待体系搅拌均匀且体系温度达到要求时，开始缓慢滴加过氧乙酸进行环氧化反应，当中间体d含量小于30%时，降温结束反应，反应退料分别用10%亚硫酸钠和10%氢氧化钠洗涤，再通过减压精馏得到中间体e，反应为常压反应，反应温度控制在10-40℃；

28、进一步的，所述中间体d与醋酸钠的质量比为1：0.01-0.2，所述中间体d与过氧乙酸的质量比为1：1-2。

29、进一步的，步骤（6）的操作过程为：将中间体e、溶剂以及均相酸催化剂混合打底，开启搅拌，温度升高至溶剂回流进行重排反应，当中间体e含量小于1%时，降温结束反应，反应退料用1%氢氧化钠洗涤，再通过减压精馏得到香芹酚成品，反应为常压反应，反应温度控制在80-170℃。

30、进一步的，所述均相酸催化剂为硫酸、盐酸、磷酸、对甲苯磺酸或金属铁、镍、锌、钯、铜、铂的卤化物中的一种或两种以上混合；

31、进一步的，所述溶剂为环己烷、甲苯、二甲苯、三甲苯或苯甲醚中的一种或两种以上混合；

32、进一步的，所述中间体e与溶剂的质量比为1：0.1-2，所述中间体e与均相酸催化剂的质量比1：0.001-0.1。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

34、本发明以廉价的异松油烯为原料，经加氢，环氧化，异构，氧化及重排六步反应，即可获得纯度＞99%的香芹酚成品，并且每步反应的收率均高于90%，本工艺所使用的设备简单，不会产生大量的金属盐，并且金属催化剂可以实现多次套用。该方法为香芹酚的制备提供了一条新颖，高效的工艺路径，且易于实现工业化放大生产，具有良好的应用前景。