一种成本低的降龙涎醚制备方法与流程

1.本发明涉及香料合成技术领域，更具体地，涉及一种成本低的降龙涎醚制备方法。


背景技术：

2.天然龙涎香是一种高级香料，它来自抹香鲸肠胃中的灰白色软结石，量极少。降龙涎醚是一种人工合成的、具有龙涎香味的香料，作为天然龙涎香的代用品。降龙涎醚“龙涎香效应”可大大提高香精的扩散作用，用于高级香水及化妆品的香精中，对人体无刺激，适合于皮肤、头发和织物的加香，如肥皂、爽身粉、膏霜及香波等的加香及定香。龙涎香香原料亦可在卷烟中应用，是香烟的关键性致香成分，降龙涎醚是其中作用特别突出的一种香料，对混合型卷烟的烟气有着重要贡献。
3.现有技术中，芬美意公司以乙醚为溶剂，用四氢化铝锂把香紫苏内酯还原为降龙涎双醇；然后在真空、135℃、β-萘磺酸存在的条件下，降龙涎双醇脱水生成降龙涎醚。该技术的缺点是：第一步所用四氢化铝锂比较危险，因为四氢化铝锂属于易燃易爆物；第二步所需真空、135℃条件能耗及成本较高。也有文献报道，香紫苏内酯的还原可用1.75当量的硼氢化钾加1.75当量的氯化锂还原香紫苏内酯，氯化锂可增强硼氢化钾的还原性，但是氯化锂的价格还是比较昂贵。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的首要目的在于，针对现有技术的缺陷和不足，解决现有技术中降龙涎醚反应步骤复杂、操作人工成本较高的技术问题，提供一种简化流程步骤，降低反应成本的降龙涎醚制备方法。
6.本发明的另一个目的在于，针对现有技术的缺陷和不足，解决现有技术中催化剂本身价格昂贵、安全性差、收率低的技术问题，提供一种降龙涎醚制备方法。
7.为了实现简化流程步骤，降低反应成本的目的，本发明提供了一种成本低的降龙涎醚制备方法：
8.步骤1，在第一有机溶剂中溶解香紫苏内酯，加入催化剂，在加热条件下使香紫苏内酯发生还原反应生成降龙涎双醇，其中催化剂为r基磺酸与一价的硼氢化合物；
9.步骤2，去除第一有机溶剂后，加入第二有机溶剂，以第一步反应中的r基磺酸作为脱水剂，继续进行环化反应；
10.r基磺酸既作为第一步反应的催化剂，同时又作为第二步反应的脱水剂，简化了反应流程降低生产成本。
11.优选地，所述r基包括甲基、甲苯基、十二烷基等。
12.优选地，所述一价金属的硼氢化合物包括硼氢化钾、硼氢化钠、硼氢化锂等。
13.为实现本发明第二目的，一价金属的硼氢化合物和r基磺酸共同作为催化剂，在保
证反应收率和安全性的基础上进一步降低催化剂成本。本发明提供了一种降龙涎醚制备方法：
14.步骤1中，以一价金属的硼氢化合物和r基磺酸共同作为催化剂，使得反应进行条件温和且反应收率高。
15.优选地，所述一价金属的硼氢化合物包括硼氢化钾或硼氢化钠中的至少一种。
16.优选地，步骤1中，香紫苏内酯质量比为1、第一有机溶剂的质量比为1～20、r基磺酸的质量比为0.5～10、一价金属的硼氢化物的质量比为0.5～5。
17.步骤2中，第二有机溶剂的质量份数为1～20份。
18.优选地，所述第一有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等醇类溶剂；
19.所述第二有机溶剂为环己烷、甲苯等脱水溶剂。
20.优选地，步骤1中，在50℃～120℃条件下，先将香紫苏内酯溶解于第一有机溶剂，形成反应体系，对反应体系进行搅拌回流；
21.在反应体系外将r基磺酸溶解于第一有机溶剂，然后当搅拌回流开始后，在0.1～8小时缓慢滴入反应体系；
22.继续搅拌回流0.1～8小时至步骤1反应完成。
23.优选地，步骤2中，真空抽干第一有机溶剂后，加入第二有机溶剂，在同一容器中继续回流0.1～10小时至反应完全。
24.优选地，在步骤2之后，还包括步骤3：用饱和食盐水清洗以去除无关组分，将有机层旋转蒸发除去第二溶剂得到粗产品，粗产品重结晶可得到纯化产品。
25.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
26.本发明提供了一种成本低的降龙涎醚制备方法，包括步骤：步骤1，在第一有机溶剂中溶解香紫苏内酯，加入催化剂，在加热条件下使香紫苏内酯发生还原反应生成降龙涎双醇，其中催化剂为r基磺酸及一价金属的硼氢化合物；步骤2，去除第一有机溶剂后，加入第二有机溶剂，以第一步反应中的r基磺酸作为脱水剂，继续进行还原反应；r基磺酸既作为第一步反应的催化剂，同时又作为第二步反应的脱水剂，简化了反应流程降低生产成本。相比于现有技术，本发明使用r基磺酸既作为第一步反应的催化剂，起到加强酸中心的形成，降低反应体系的ph，尽可能地减少皂化副产物生成的作用；r基磺酸又作为第二步反应的脱水剂；这样使得整个反应过程连贯完成，可以在同一个反应容器内进行，简化反应操作步骤，提高生产效率，降低反应成本。
27.在此基础上，步骤1中，以一价金属的硼氢化合物和r基磺酸共同作为催化剂，使得反应进行条件温和且反应收率高，在保证反应收率和安全性的基础上进一步降低催化剂成本。具体与现有技术的区别在于：1、相比于现有技术使用四氢化铝锂作催化剂，本发明的催化剂安全系数高，并且第二步所需要的反应条件温和，能耗和成本较低；2、相比于现有技术使用硼氢化钠/硼氢化钾作催化剂，本发明催化剂还原性更强，一价金属的硼氢化合物和r基磺酸作为催化剂反应收率较高，最高能达到75％，而且较为重要的是这种组合催化剂成本低；3、相比于现有技术使用氯化锂，本发明在保证较高反应收率的情况下，本发明催化剂成本显著降低。
28.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
29.图1为本发明优选实施方式中香紫苏内酯还原为降龙涎双醇化学反应式。
30.图2为本发明优选实施方式中降龙涎双醇还原为降龙涎醚的化学反应式。
具体实施方式
31.下面通过具体实施方式对本发明做进一步的解释及说明，应当理解下面的实施方式的目的是为了使本发明的技术方案更加清楚、易于理解，并不限制权利要求的保护范围。
32.如图1、2所示，本发明所述的降龙涎醚制备方法包括：
33.步骤1，香紫苏内酯以r基磺酸及一价金属的硼氢化合物作为催化剂在溶剂中进行还原反应生成降龙涎双醇；
34.r基可以是甲基或甲苯基或十二烷基；
35.所述一价金属的硼氢化合物包括硼氢化钾、硼氢化钠、硼氢化锂等。
36.步骤2，降龙涎双醇以r基磺酸作为脱水剂进行还原反应生成降龙涎醚；
37.r基磺酸既作为第一步反应的催化剂，起到加强酸中心的形成，降低反应体系的ph，尽可能地减少皂化副产物生成；又作为第二步反应的脱水剂；这样使得整个反应过程连贯完成，可以在同一个反应容器内进行，简化反应操作步骤，提高生产效率。
38.在优选的实施方式中，在步骤1中以一价金属的硼氢化合物和r基磺酸共同作为催化剂，相比于现有技术使用四氢化铝锂作催化剂，本发明的催化剂安全系数高，并且第二步所需要的反应条件温和，能耗和成本较低；相比于现有技术使用四氢化铝锂或者硼氢化钾加氯化锂作催化剂，本发明催化剂安全性更高，成本更低。一价金属的硼氢化合物和r基磺酸作为催化剂反应收率较高，总收率最高能达到75％，而且较为重要的是这种组合催化剂成本低；相比于现有技术使用四氢化铝锂或者氯化锂，本发明在保证较高反应收率的情况下，本发明催化剂成本显著降低。
39.具体地，第二步反应中直接真空抽干第一步反应中的溶剂。
40.具体地，第一步反应中反应物组成为：1份香紫苏内酯、0.5～5份硼氢化钾、5～10份无水乙醇置于250ml三口瓶、0.5～10份甲磺酸(反应体系外先溶解于0.5～2份无水乙醇中，再缓慢滴入反应体系)。
41.具体地，第一步反应中香紫苏内酯、硼氢化钾、溶剂先在50℃～120℃温度下回流搅拌反应；将甲磺酸溶剂的另一部分溶剂中，在回流开始后，在0.1～8小时内缓慢滴加甲磺酸至反应体系，滴加完成后，保持搅拌回流0.1～8小时。
42.具体地，在第一步反应完成后，负压抽干瓶内乙醇，加入50ml环己烷，回流脱水8小时。
43.具体地，第二步反应完全后用30ml饱和食盐水洗两次，有机层旋转蒸发仪除去环己烷得4.2g降龙涎醚粗品。用乙醇重结晶得3.0g降龙涎醚产品，收率64％。
44.下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
45.实施例1
46.5.0g香紫苏内酯(0.02mol)、5.0g硼氢化钾(0.09mol)、50g无水乙醇置250ml三口瓶，80℃回流搅拌反应。开始回流后，4.0g甲磺酸(0.04mol)溶解在10g乙醇中，缓慢滴加到反应体系，2小时内滴加完全，滴完后保持回流搅拌继续反应6小时。hplc监控反应进程，待
反应完全后，负压抽干瓶内乙醇，加入50ml环己烷，2g甲基磺酸，回流脱水8小时。反应完全后用30ml饱和食盐水洗两次，有机层旋转蒸发仪除去环己烷得4..2g降龙涎醚粗品。用乙醇重结晶得3.0g降龙涎醚产品，总收率60％。
47.实施例2
48.5.2g香紫苏内酯、6g硼氢化钾、42g乙醇置250ml三口瓶，搅拌、升温至体系温度约78℃回流搅拌反应，回流后0.5g甲基磺酸溶解在5g的乙醇中，缓慢滴加到反应体系，2h左右滴完，继续回流搅拌反应8小时。原料反应完全后，负压抽干瓶内乙醇，加入50ml环己烷、4g甲基磺酸，回流脱水8小时。反应完全后用30ml食盐水洗两次，有机层旋转蒸发仪除去环己烷得3.5g降龙涎醚粗品。用乙醇重结晶得1.8g降龙涎醚产品，总收率34.6％。
49.实施例3
50.5.0g香紫苏内酯、8g硼氢化钾、60g乙醇置250ml三口瓶，搅拌、升温至体系温度约80℃回流搅拌反应，回流后4.5g甲基磺酸溶解在20g的乙醇中，缓慢滴加到反应体系，4h左右滴完，继续回流搅拌反应8小时。原料反应完全后，负压抽干瓶内乙醇，加入50ml环己烷、2g甲基磺酸，回流脱水8小时。反应完全后用30ml食盐水洗两次，有机层旋转蒸发仪除去环己烷得4.5g降龙涎醚粗品。用乙醇重结晶得3.8g降龙涎醚产品，总收率76％。
51.实施例4
52.5.4g香紫苏内酯、5.0g硼氢化钾、40g乙醇置250ml三口瓶，搅拌、升温至体系温度约90℃回流搅拌反应，回流后2g甲基磺酸溶解在5g的乙醇中，缓慢滴加到反应体系，2h左右滴完，继续回流搅拌反应8小时。原料反应完全后，负压抽干瓶内乙醇，加入50ml环己烷、2g甲基磺酸，回流脱水8小时。反应完全后用30ml食盐水洗两次，有机层旋转蒸发仪除去环己烷得3.5g降龙涎醚粗品。用乙醇重结晶得2.2g降龙涎醚产品，总收率40％。
53.实施例5
54.5.0g香紫苏内酯、6g硼氢化钾、45g乙醇置250ml三口瓶，搅拌、升温至体系温度约88℃回流搅拌反应，回流后8g甲基磺酸溶解在25g的乙醇中，缓慢滴加到反应体系，4h左右滴完，继续回流搅拌反应8小时。原料反应完全后，负压抽干瓶内乙醇，加入50ml环己烷回流脱水8小时。反应完全后用30ml食盐水洗两次，有机层旋转蒸发仪除去环己烷得3.8g降龙涎醚粗品。用乙醇重结晶得2.8g降龙涎醚产品，总收率56％。
55.实施例6
56.10g香紫苏内酯、16g硼氢化钾、80g乙醇置500ml三口瓶，搅拌、升温至体系温度约85℃开始回流，回流后10g甲基磺酸溶解在50g的乙醇中，缓慢滴加到反应体系，4h左右滴完，继续回流搅拌反应8小时。原料反应完全后，负压抽干瓶内乙醇，加入100ml环己烷、4g甲基磺酸，回流脱水8小时。反应完全后用80ml食盐水洗两次，有机层旋转蒸发仪除去环己烷得8.2g降龙涎醚粗品。用乙醇重结晶得6.5g降龙涎醚产品，总收率65％。
57.本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。