一种α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类香料化合物的制备方法转让专利
申请号 : CN201010123137.8
文献号 : CN101798296B
文献日 : 2012-02-01
发明人 : 田红玉 , 刘玉平 , 陈海涛 , 孙宝国 , 黄明泉
申请人 : 北京工商大学
摘要 :
本发明提供了一种结构如式(I)的α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类香料化合物的制备方法：式(I)中的R为乙基、正丙基、异丙基。该方法步骤：第一步反应在氮气保护下酮、无水三乙胺、三甲基氯硅烷与碘化钾的乙腈溶液在室温至回流温度下反应，得到烯醇硅醚；第二步反应烯醇硅醚在二氯甲烷溶液中用间氯过氧苯甲酸在0～25℃下进行氧化，得到α-羟基酮；第三步反应α-羟基酮与甲磺酰氯在二氯甲烷溶液中反应，得到相应的甲磺酸酯，然后在乙腈的溶液中在碳酸钾和少量冠醚的催化下与2-甲基-3-呋喃硫醇反应，得到α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类产物。
权利要求 :
1.一种α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类香料化合物的制备方法，其特征是以酮类化合物为起始原料，经过烯醇化、氧化和亲核取代三步反应得到产物，第一步反应是酮在碱性条件下与三甲基氯硅烷反应首先得到烯醇硅醚；第二步反应是烯醇硅醚用间氯过氧苯甲酸氧化，得到α-羟基酮；第三步反应是α-羟基酮与甲磺酰氯反应，将羟基转变为甲磺酸根，然后在碱性条件下与2-甲基-3-呋喃硫醇反应得到α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类香料化合物，反应式如下：
式中的R为乙基、正丙基、异丙基。
说明书 :
一种α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类香料化合物的制备方
法
[0001] 本发明涉及一种α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类香料化合物的制备方法。 [0002] α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物是2-甲基-3-呋喃硫醇的重要衍生物，具有非常独特的肉香味特征，与2-甲基-3-呋喃硫醇相比具有更好的稳定性。文献报道的此类化合物的合成通常是由相应的酮类化合物进行α卤代后得到α-卤代酮，然后在碱的作用下与2-甲基-3-呋喃硫醇反应得到产物。该路线主要缺点是在α卤代反应中，通过酮类化合物反应与溴反应制备α-溴代酮，反应往往难以停留在一元取代的阶段，通常会产生二元取代的副产物，难以分离；而氯代反应产生的α-氯代酮又不够活泼，发生亲核取代反应比较困难。因此文献方法副反应较多，产率低。
[0003] 本发明的目的是提供一种α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物的新的制备方法，本发明的制备方法具有操作简便、副反应少和产率高的优点。其特征是以酮类化合物为起始原料，经过烯醇化、氧化和亲核取代三步反应得到产物，第一步反应是酮在碱性条件下与三甲基氯硅烷反应首先得到烯醇硅醚；第二步反应是烯醇硅醚用间氯过氧苯甲酸氧化，得到α-羟基酮；第三步反应是α-羟基酮与甲磺酰氯反应，将羟基转变为甲磺酸根，然后在碱性条件下与2-甲基-3-呋喃硫醇反应得到α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类香料化合物。与文献方法相比，通过烯醇硅醚制备α-羟基酮，不会存在多元取代的问题，而且将α-羟基酮转变为甲磺酸酯后，甲磺酸根是一个很好的离去基团，比α-卤代酮反应活性高，更容易与2-甲基-3-呋喃硫醇发生亲核取代反应得到产物。该合成方法未见其它文献报道。反应式如下：
[0004]
[0005] 式中的R为乙基、正丙基、异丙基。
[0006] 本发明涉及式(I)的α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物的制备方法：
[0007]
[0008] (I)α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物
[0009] 式(I)中的R为乙基、正丙基、异丙基。其主要过程是：向反应烧瓶中依次加入酮、无 水三乙胺和三甲基氯硅烷，在氮气保护下滴加碘化钾的乙腈溶液，反应完毕后，通过减压蒸馏得到烯醇硅醚；所得到的烯醇硅醚在二氯甲烷中用间氯过氧苯甲酸进行氧化，经过酸化后处理，减压蒸馏得到α-羟基酮；将α-羟基酮、三乙胺和二氯甲烷依次加入到反应烧瓶中，与甲磺酰氯反应，得到相应的甲磺酸酯；然后在乙腈的溶液中在碳酸钾和少量冠醚的催化下与2-甲基-3-呋喃硫醇反应，通过柱层析分离提纯得到α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类产物。
[0010] 本发明方法中制备的α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类以及各中间体的结构都通过核磁共振或质谱进行了确认。分析结果附在实施例后。
[0011] 实例1 3-(2-甲基-3-呋喃硫基)-4-庚酮
[0012] (1)4-(3-庚烯基)三甲基硅醚的制备
[0013] 在氮气保护下，将0.1mol的4-庚酮、0.24mol无水三乙胺和0.2mol三甲基氯硅烷依次加入反应烧瓶中，在30～60℃下滴加0.22mol碘化钾的乙腈(100mL)溶液，在1～2h内滴加完毕，然后在室温至回流温度下反应2～5h。将反应混合物倒入至冰水中，用己烷萃取三次，合并有机相，无水碳酸钾干燥。浓缩后减压蒸馏收集32-34℃/400Pa的馏分，即得1
4-(3-庚烯基)三甲基硅醚，反应产率90～95％。HNMR(CDCl3)，δ：0.09(s，9H)，0.89(m，
6H)，1.43(m，2H)，1.96(m，4H)，4.41(t，1H)。
4-(3-庚烯基)三甲基硅醚，反应产率90～95％。HNMR(CDCl3)，δ：0.09(s，9H)，0.89(m，
6H)，1.43(m，2H)，1.96(m，4H)，4.41(t，1H)。
[0014] (2)3-羟基-4-庚酮的制备
[0015] 将0.05mol 4-(3-庚烯基)三甲基硅醚和100mL二氯甲烷加入到反应瓶中，在-25～25℃下分批加入0.75mol间氯过氧苯甲酸，在0～25℃下反应3～6h。然后在室温下加入0.8mol三乙胺，搅拌15～60min，用稀的碳酸氢钠溶液调节反应混合物的pH值至中性，分出有机相，水相用二氯甲烷萃取三次。合并有机相，加入5mL浓盐酸的甲醇(20mL)溶液，加热回流1h。用稀的碳酸氢钠溶液调节反应混合物的pH值至中性，分出有机相，水相用二氯甲烷萃取三次。合并有机相，无水硫酸镁干燥。浓缩后减压蒸馏收集54-56℃/532Pa1
的馏分，即得3-羟基-4-庚酮，反应产率88～90％。HNMR(CDCl3)，δ：0.90(t，6H)，1.61(m，
3H)，1.85(m，1H)，2.40(m，2H)，3.45(d，1H)，4.11(m，1H)。
的馏分，即得3-羟基-4-庚酮，反应产率88～90％。HNMR(CDCl3)，δ：0.90(t，6H)，1.61(m，
3H)，1.85(m，1H)，2.40(m，2H)，3.45(d，1H)，4.11(m，1H)。
[0016] (3)3-(2-甲基-3-呋喃硫基)-4-庚酮的制备
[0017] 将0.01mol 3-羟基-4-庚酮、0.02mol三乙胺和二氯甲烷(50mL)依次加入到反应烧瓶中，在0～10℃下加入0.015mol甲磺酰氯，搅拌反应1～3h。然后加入稀盐酸中和，分出有机相。有机相用饱和食盐水洗涤，然后用无水Na2SO4干燥，过滤后浓缩得到3-甲磺酰氧基-4-庚酮，产率95％。
[0018] 将0.005mol 2-甲基-3-呋喃硫醇、0.01mol碳酸钾、乙腈(20mL)和少许冠醚加入到反应烧瓶中，然后加入0.004mol 3-甲磺酰氧基-4-庚酮，搅拌加热至回流，在回流温度下反应3～8h。然后反应混合物冷却至室温，旋蒸除去大量乙腈，加入水稀释，用稀盐酸中和至中性，乙醚萃取三次。合并有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，旋蒸除去溶剂。产物通过柱层析分离(硅胶柱，V(石油醚)/V(乙酸乙酯)＝10/1洗脱)，得到浅黄色粘稠液体，产率82％。
[0019] 产品结构通过1HNMR、13CNMR和质谱进行了确认。1HNMR(CDCl3)，δ：1.01(m，6H)，1.64(m，3H)，1.78(m，1H)，2.30(s，3H)，2.51(m，1H)，2.62(m，1H)，3.23(t，1H)，6.22(d，1H)，
13
7.25(d，1H)。 CNMR(CDCl3)，δ：11.27，11.77，13.69，17.34，23.07，42.23，57.72，107.01，+
115.30，140.57，156.64，206.63。MS(EI)，m/z：226(M)。
13
7.25(d，1H)。 CNMR(CDCl3)，δ：11.27，11.77，13.69，17.34，23.07，42.23，57.72，107.01，+
115.30，140.57，156.64，206.63。MS(EI)，m/z：226(M)。
[0020] 实例2 4-(2-甲基-3-呋喃硫基)-5-壬酮
[0021] (1)5-(4-壬烯基)三甲基硅醚的制备
[0022] 在氮气保护下，将0.1mol的4-壬酮、0.24mol无水三乙胺和0.2mol三甲基氯硅烷依次加入反应烧瓶中，在30～60℃下滴加0.22mol碘化钾的乙腈(100mL)溶液，在1～2h内滴加完毕，然后在室温至回流温度下反应2～5h。将反应混合物倒入至冰水中，用己烷萃取三次，合并有机相，无水碳酸钾干燥。浓缩后减压蒸馏收集72-75℃/700Pa的馏分，即得1
5-(4-壬烯基)三甲基硅醚，反应产率88～95％。HNMR(CDCl3)，δ：0.15(s，9H)，0.89(m，
6H)，1.22-1.50(m，6H)，1.98(m，4H)，4.42(t，1H)。
5-(4-壬烯基)三甲基硅醚，反应产率88～95％。HNMR(CDCl3)，δ：0.15(s，9H)，0.89(m，
6H)，1.22-1.50(m，6H)，1.98(m，4H)，4.42(t，1H)。
[0023] (2)4-羟基-5-壬酮的制备
[0024] 将0.05mol 5-(4-壬烯基)三甲基硅醚和100mL二氯甲烷加入到反应瓶中，在-25～25℃下分批加入0.75mol间氯过氧苯甲酸，在0～25℃下反应3～6h。然后在室温下加入0.8mol三乙胺，搅拌15～60min，用稀的碳酸氢钠溶液调节反应混合物的pH值至中性，分出有机相，水相用二氯甲烷萃取三次。合并有机相，加入5mL浓盐酸的甲醇(20mL)溶液，加热回流1h。用稀的碳酸氢钠溶液调节反应混合物的pH值至中性，分出有机相，水相用二氯甲烷萃取三次。合并有机相，无水硫酸镁干燥。浓缩后减压蒸馏收集
1
61-63℃/400Pa的馏分，即得4-羟基-5-壬酮，反应产率85～90％。HNMR(CDCl3)，δ：
0.88(m，6H)，1.20-1.72(m，7H)，1.82(m，1H)，2.43(m，2H)，3.47(d，1H)，4.15(m，1H)。 [0025] (3)4-(2-甲基-3-呋喃硫基)-5-壬酮的制备
1
61-63℃/400Pa的馏分，即得4-羟基-5-壬酮，反应产率85～90％。HNMR(CDCl3)，δ：
0.88(m，6H)，1.20-1.72(m，7H)，1.82(m，1H)，2.43(m，2H)，3.47(d，1H)，4.15(m，1H)。 [0025] (3)4-(2-甲基-3-呋喃硫基)-5-壬酮的制备
[0026] 将0.01mol 4-羟基-5-壬酮、0.02mol三乙胺和二氯甲烷(50mL)依次加入到反应烧瓶中，在0～10℃下加入0.015mol甲磺酰氯，搅拌反应1～3h。然后加入稀盐酸中和，分出有机相。 有机相用饱和食盐水洗涤，然后用无水Na2SO4干燥，过滤后浓缩得到4-甲磺酰氧基-5-壬酮，产率92％。
[0027] 将0.005mol 2-甲基-3-呋喃硫醇、0.01mol碳酸钾、乙腈(20mL)和少许冠醚加入到反应烧瓶中，然后加入0.004mol 4-甲磺酰氧基-5-壬酮，搅拌加热至回流，在回流温度下反应3～8h。然后反应混合物冷却至室温，旋蒸除去大量乙腈，加入水稀释，用稀盐酸中和至中性，乙醚萃取三次。合并有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，旋蒸除去溶剂。产物通过柱层析分离(硅胶柱，V(石油醚)/V(乙酸乙酯)＝10/1洗脱)，得到浅黄色粘稠液体，产率85％。
[0028] 产品结构通过1HNMR、13CNMR和质谱进行了确认。1HNMR(CDCl3)，δ：0.91(m，6H)，1.35(m，2H)，1.46(m，2H)，1.60(m，2H)，1.71(m，2H)，2.29(s，3H)，2.52(m，1H)，2.63(m，1H)，
3
3.31(t，1H)，6.22(d，1H)，7.25(d，1H)。CNMR(CDCl3)，δ：11.82，11.91，13.89，20.51，
22.40，26.14，31.95，40.05，55.76，107.17，115.44，140.81，156.72，206.70。MS(EI)，m/z：
+
254(M)。
3
3.31(t，1H)，6.22(d，1H)，7.25(d，1H)。CNMR(CDCl3)，δ：11.82，11.91，13.89，20.51，
22.40，26.14，31.95，40.05，55.76，107.17，115.44，140.81，156.72，206.70。MS(EI)，m/z：
+
254(M)。
[0029] 实例3 2，6-二甲基-3-(2-甲基-3-呋喃硫基)-4-庚酮
[0030] (1)2，6-二甲基-4-(3-庚烯基)三甲基硅醚的制备
[0031] 在氮气保护下，将0.1mol 2，6-二甲基-4-庚酮、0.24mol无水三乙胺和0.2mol三甲基氯硅烷依次加入反应烧瓶中，在30～60℃下滴加0.22mol碘化钾的乙腈(100mL)溶液，在1～2h内滴加完毕，然后在室温至回流温度下反应2～5h。将反应混合物倒入至冰水中，用己烷萃取三次，合并有机相，无水碳酸钾干燥。浓缩后减压蒸馏收集55-37℃/700Pa1
的馏分，即得2，6-二甲基-4-(3-庚烯基)三甲基硅醚，反应产率92～95％。HNMR(CDCl3)，δ：0.16(s，9H)，0.90(m，12H)，1.78(m，3H)，2.58(m，1H)，4.25(d，1H)。
的馏分，即得2，6-二甲基-4-(3-庚烯基)三甲基硅醚，反应产率92～95％。HNMR(CDCl3)，δ：0.16(s，9H)，0.90(m，12H)，1.78(m，3H)，2.58(m，1H)，4.25(d，1H)。