麝香酮的合成

麝香是一種珍貴的香味。東漢時，麝香被稱為香王。這是一種高質(zhì)量的定香劑。自1926年RUZICKA確定了麝香酮的結構以來1實驗部分1.1儀器、試藥與儀器環(huán)十五烷酮,福建生物科技發(fā)展有限公司;乙二醇、對甲基苯磺酸、甲苯、芐基三甲基三溴化銨、冰醋酸、1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮雜二環(huán)[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、二甲苯、丙酮、鎂、碘化鉀、氯化亞銅、鹽酸等均為分析純。恒溫機械攪拌器,78HW-1型,鄭州英峪予華儀器有限公司;智能數(shù)顯電熱鼓風干燥箱,DHG-9070B型,蘇州國華電器有限公司;循環(huán)水式真空泵,SHB-Ⅲ型,鄭州予華儀器制造公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,N1000型,北京精密儀器儀表公司;電子天平,FA1004型,上海方瑞儀器有限公司;數(shù)顯恒溫油浴鍋,HH型,鞏義市英峪高科儀器廠。1.2香酮的合成方法麝香酮的合成路線見圖1。1.3合成方法1.3.1對甲基苯磺酸甲酯的合成將11.2g(50mmol)環(huán)十五烷酮、16.7mL(300mmol)乙二醇和3.44g(20mmol)對甲基苯磺酸加入到80mL的甲苯中,加熱回流25h。有機相分別用飽和碳酸氫鈉、飽和氯化鈉洗滌2次,有機相用無水硫酸鎂干燥后,減壓蒸餾除去溶劑,得到9.54g淡黃色油狀液體(2),收率為71.2%。1.3.2芐基三甲基三溴化銨的合成2h將13.4g(50mmol)化合物(2)、10.93mL(47.5mmol)芐基三甲基三溴化銨的二氯甲烷溶液(1mL二氯甲烷中含0.33886g芐基三甲基三溴化銨)加入到67mL的二氯甲烷中,室溫攪拌反應3h。有機相用無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾除去溶劑,得到14.44g褐色油狀液體(3),收率為83%。1.3.3甲苯的加入將13.9g(40mmol)化合物(3)、30.4g(200mmol)DBU加入到80mL的甲苯中,120℃加熱回流10h。用飽和氯化銨溶液溶解混合物,有機相用無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾除去溶劑,得到10.1g乳白色固體(4),收率為93%。1.3.4碳酸氫鈉的制備將13.3g(50mmol)化合物(4)、4.3g(25mmol)對甲基苯磺酸加入到由50mL丙酮和100mL蒸餾水組成的混合溶劑中,40℃反應4h。反應結束后,加入過量飽和碳酸氫鈉溶液,繼續(xù)攪拌5min,除去過量的對甲基苯磺酸,減壓蒸餾除去丙酮,用乙酸乙酯萃取,有機相用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌2次,至溶液顯偏堿性;再用飽和氯化鈉洗滌2次,無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾除去溶劑,得到11.0g白色固體(5),收率為99%。1.3.5-環(huán)十五烷酮的合成稱取2.7gMg于三口圓底燒瓶中,并向反應瓶中加入0.1mL碘甲烷引發(fā)反應,反應引發(fā)后在1h內(nèi)將0.6mL碘甲烷緩慢加入反應瓶中,攪拌1h。在0℃,加入氯化亞銅,攪拌1h。用10mL無水乙醚溶解2.2g(10mmol)2-環(huán)十五烯酮,并用注射器將2-環(huán)十五烯酮在0.5h內(nèi)注射到反應瓶中,攪拌2h。后處理,滴加3mL10%的鹽酸淬滅反應,有機相用乙醚萃取后,并分別用飽和碳酸氫鈉、水、氯化鈉洗滌,用無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾除去溶劑,得到1.5g產(chǎn)品,產(chǎn)率63%。2結果與討論2.1環(huán)十五酮與乙二醇的物質(zhì)的量比對反應的影響將環(huán)十五酮與乙二醇按照物質(zhì)的量的比1∶1,1∶2,1∶4,1∶6,1∶8,環(huán)十五酮按1g的量來計算,環(huán)十五酮與對甲基苯磺酸物質(zhì)的量的比1∶0.1,機械攪拌反應30h條件下,考察乙二醇用量對反應的影響,見表1。環(huán)十五酮與乙二醇的物質(zhì)的量比1∶6,環(huán)十五酮按1g的量來計算,機械攪拌反應30h條件下,考察對甲基苯磺酸用量對反應的影響見表2。通過表1、表2,可以推斷出環(huán)十五烷酮與乙二醇的物質(zhì)的量的比為1∶6,環(huán)十五酮與對甲基苯磺酸的物質(zhì)的量的比為1∶0.4時,環(huán)十五乙二醇縮酮的收率最高,最佳反應時間為25h。催化劑對甲基苯磺酸的用量是環(huán)十五酮的0.4倍,說明對甲基苯磺酸的活性并不是很高。因此,還有待于尋找活性更高的催化劑。2.22環(huán)十五乙二醇縮酮合成的優(yōu)化反應溫度對該步的影響并不大,由于反應過程中會生成溴化氫氣體,因此通常采用常溫或低溫反應,而常溫反應與低溫反應時收率并無太大變化,因此采用常溫反應。環(huán)十五乙二醇縮酮按1g的量來計算,機械攪拌反應4h,考察溴化劑用量對反應的影響見表3。通過表3可以看出,環(huán)十五乙二醇縮酮與芐基三甲基三溴化銨的物質(zhì)的量的比為1∶0.95時,2-溴環(huán)十五乙二醇縮酮的收率最高,最佳反應時間為3h。2.32-環(huán)十五烯乙二醇縮酮合成的優(yōu)化2-溴環(huán)十五乙二醇縮酮按1g的量來計算,機械攪拌反應10h,反應溫度對反應的影響見表4。由表4可知,DBU比DBN的消除活性更強一些,反應溫度為120℃時,2-環(huán)十五烯乙二醇縮酮的收率較高,2-溴環(huán)十五乙二醇縮酮與DBU/DBN的較佳物質(zhì)的量的比為1∶5。雖然這一步的收率較高,但10h的反應時間較長,因此,需要進一步尋找活性更強的消除試劑,以縮短反應時間。2.42磺用量對反應的影響2-環(huán)十五烯乙二醇縮酮按1g的量來計算,機械攪拌反應10h,考察對甲基苯磺用量對反應的影響見表5。由表5可知,2-環(huán)十五烯乙二醇縮酮與對甲基苯磺酸的物質(zhì)的量的比為1∶0.5時,2-環(huán)十五烯酮的收率最高。這一步的反應時間較長,因此,需要進一步改變溫度或?qū)ふ一钚愿叩拇呋瘎?以縮短反應時間。2.53量對反應的影響環(huán)十五烯酮按1g的量來計算,甲基碘化鎂用量對反應的影響見表6。由表6可知,2-環(huán)十五烯酮與甲基碘化鎂的物質(zhì)的量的比為1∶1.2時,3-甲基環(huán)十五烷酮的收率最高。3終產(chǎn)率的測定采用插入甲基法合成麝香酮,原