一种香紫苏二醇化合物的合成方法

1.本发明属于有机合成领域，具体涉及一种香紫苏二醇化合物的铱催化氢化合成方法。


背景技术：

2.龙涎香是一种具有清雅的动物香香气的香料，和麝香、灵猫香、海里香并称为四大动物香料。龙涎香不仅香味持久，而且调和性好，在高档名贵香水中具有很重要的位置[(a)王耀，陶飞燕，周志刚，罗诚，徐恒，合成化学，2018，26(1)55-65；(b)王文军，陈莎，戴乾圜，有机化学，2001，21(3)167-172]。
[0003]
龙涎香来自于抹香鲸的代谢物，由于抹香鲸濒临灭绝，天然龙涎香越来越少，所以龙涎香的替代品应运而生。目前最能体现龙涎香特征的是降龙涎醚[(c)陆佳庆，潘仙华，欧文华，香料香精化妆品，2008，(1)23-30]。香紫苏醇是唯一实用的合成降龙涎醚的原料[(d)翟周平，农林科技通讯，2002，000(009)，33-33]。香紫苏醇只要经过氧化，还原，环化三个环节就可得到降龙涎醚[(b)]。
[0004]
香紫苏二醇是合成降龙涎醚的重要中间体，它是由香紫苏醇经过氧化得到内酯，然后再经过还原得到的。因此研究香紫苏二醇的制备对于降龙涎醚的合成具有非常重要的意义。由香紫苏内酯到香紫苏二醇这一步，早期报道的是用lialh4，因为其价格昂贵而且操作要求较高，目前用的较多的是nabh4还原[(e)吴亚，陕西：陕西师范大学，2005.]。但是无论是lialh4还是nabh4相对于直接用氢气还原，价格都要昂贵，而且后处理也麻烦，原子经济性不高。由于环境污染问题越来越突出，国家对环保越来越重视，因此探索新的合成路线，丰富香紫苏二醇的合成方法具有重要的现实意义。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是提供一种香紫苏二醇化合物的合成方法，该方法不需要加入大量的碱，操作简单、原料易得、反应活性高，极大的降低了反应成本，具有很高的工业应用价值。
[0006]
本发明提供了一种香紫苏二醇化合物的合成方法，香紫苏内酯i和氢气为原料，利用金属铱盐和二茂铁p,n,n类配体原位生成铱催化剂，在碱添加剂作用下，发生氢化反应以高收率几乎定量生成香紫苏二醇ii。
[0007]
所述香紫苏内酯化合物具有以下i结构：
[0008]
[0009]
所述香紫苏二醇化合物具有以下ii结构：
[0010][0011]
二茂铁p,n,n类配体(l)，其结构通式如下：
[0012][0013]
其中ar为苯基及取代苯基，萘基及取代萘基，r为氢、c
1-c
40
烷基、c
3-c
12
环烷基、苯基及取代苯基，所述取代苯基、取代萘基、取代杂环芳香基团的取代基选自c
1-c
40
烷基、c
1-c
40
烷氧基、卤素、硝基、酯基或氰基中的一种或多种，取代基个数为1-5个。
[0014]
所述碱添加剂选自koh、naoh、na2co3、cs2co3、k2co3、nahco3、ipr2net、iprnme2、net3、
t
buok、、
t
buona、
t
buoli、meona、meok或k3po4中的一种或两种以上
[0015]
反应介质为甲苯、苯、甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、乙酸乙酯、乙醚、四氢呋喃、二甲基亚砜或n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。
[0016]
所述金属铱选自[ir(cod)cl]2、ir(cod)2bf4或ir(cod)2barf的一种。
[0017]
所述二茂铁p,n,n类配体与金属铱的摩尔比为1-5：1。
[0018]
所述底物香紫苏内酯化合物和催化剂的摩尔比为100-50000：1。
[0019]
所述底物香紫苏内酯化合物和碱添加剂的摩尔比为100-10000：1。
[0020]
在本发明中，所述香紫苏二醇ii的制备方法按以下反应路线进行：
[0021][0022]
具体步骤如下：
[0023]
在手套箱中，将铱-环辛二烯络合物与二茂铁p,n,n配体溶于溶剂，室温下搅拌30分钟，将其加入到底物香紫苏内酯i的溶剂中，加入碱添加剂，将其置于高压反应釜中，氢气置换3次，然后通入氢气至20-100bar，20-100℃下反应1-24小时，慢慢释放氢气，除去溶剂后加水，然后用乙酸乙酯萃取，硫酸钠干燥，除去溶剂得到香紫苏二醇产品ii。
[0024]
所述的铱-环辛二烯络合物催化剂包括[ir(cod)cl]2、ir(cod)2bf4或ir(cod)2barf中一种。优选为[ir(cod)cl]2。
[0025]
反应介质甲苯、苯、甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、乙酸乙酯、乙醚、四氢呋喃、二甲基亚砜或n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。优选为异丙醇。
[0026]
碱添加剂选自koh、naoh、na2co3、cs2co3、k2co3、nahco3、ipr2net、iprnme2、net3、
t
buok、
t
buona、
t
buoli、meona、meok或k3po4中的一种或两种以上。优选为
t
buoli。
[0027]
所述的二茂铁p,n,n类配体(l)，其结构通式如下：
[0028][0029]
其中ar为苯基及取代苯基，萘基及取代萘基；r为氢、c
1-c
40
烷基、c
3-c
12
环烷基、苯基及取代苯基；所述取代苯基、取代萘基的取代基选自c
1-c
40
烷基、c
1-c
40
烷氧基、卤素、硝基、酯基或氰基中的一种或多种，取代基个数为1-5个。
[0030]
所述配体与铱的摩尔比为1-5：1。
[0031]
所述底物和催化剂的摩尔比为100-50000：1
[0032]
所述底物和碱添加剂的摩尔比为100-10000：1
[0033]
所述的催化反应条件为：
[0034]
温度：室温-100℃，优选为100℃；
[0035]
压力：20bar；
[0036]
时间：0.1-24小时，优选为12小时。
[0037]
本发明具有以下优点：
[0038]
1、所用试剂廉价易得。
[0039]
2、反应活性高、反应条件温和、收率高、选择性好。
[0040]
3、相比于传统方法，该方法极大的降低了反应成本，简化工艺。
[0041]
4、配体制备简单，催化剂用量少，整个工艺适合工业化生产。
附图说明
[0042]
图1为实施例1制备的香紫苏二醇的核磁共振氢谱
[0043]
图2为实施例1制备的香紫苏二醇的核磁共振碳谱；
具体实施方式
[0044]
下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。核磁共振是通过bruker400核磁共振仪测定，气相色谱(gc)是通过agilent 7820色谱测定。
[0045]
实施例1
[0046]
l-1的结构式如下：
[0047]
[0048]
在手套箱中，将1.3mg[ir(cod)cl]2与2.1mg配体l-1溶于2ml甲醇中，室温下搅拌30分钟，将其加入到10g香紫苏内酯中，加入44.8mg叔丁醇钾，30ml甲醇，将其置于高压反应釜中，氢气置换3次，然后通入氢气至20bar，25℃下反应12小时，慢慢释放氢气，除去溶剂后加水，然后用乙酸乙酯萃取，硫酸钠干燥，除去溶剂后得到白色固体。柱层析，然后经nmr测定，得到原料香紫苏内酯4.3g，香紫苏二醇5.2g。然后再经gc分析建立分析方法。核磁数据如下：
[0049]1h nmr(400mhz,cdcl3)δ3.80
–
3.75(m,1h),3.47
–
3.41(m,1h),1.92-1.87(dt,1h),1.68
–
1.14(m,14h),0.96-0.96(m,3h),0.79(m,6h).
13
c nmr(400mhz,cdcl3)δ73.0,64.0,59.3,56.0,44.2,41.9,39.3,39.0,33.4,33.3,27.9,24.6,21.5,20.5,18.4,15.3；
[0050]
实施例2
[0051]
l-2的结构式如下：
[0052][0053]
将实施例1中的配体l-1用配体l-2代替其余同实施例1。gc监测转化率为70％。
[0054]
实施例3
[0055]
将实施例1中的碱添加剂叔丁钾用叔丁醇锂代替，其余同实施例1。gc监测转化率为80％。
[0056]
实施例4
[0057]
将实施例3中的甲醇用异丙醇代替，其余同实施例3。gc监测转化率为89％。
[0058]
实施例5
[0059]
将实施例4中的温度从室温升高到100℃，其余同实施例4。gc监测内酯完全转化。处理后柱层析得到产品10g，收率99％。
[0060]
实施例6
[0061]
将实施例5中称取的金属铱和配体的质量都减半，其余同实施例5。gc监测内酯完全转化。处理后柱层析得到产品10g，收率99％。
[0062]
实施例7
[0063]
将实施例6中称取的碱量减为十分之一，其余同实施例6。gc监测内酯完全转化。处理后柱层析得到产品10g，收率99％。
[0064]
以上所述实施案例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。