3-甲基环十五酮的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种３－甲基环十五酮（麝香酮）的制备方法。其主要步骤是：（１）在无机碱和相转移催化剂存在条件下，由１，１０－二溴癸烷与乙酰乙酸乙酯反应得十六二酮－（２，１５）；（２）在催化剂存在条件下，由十六二酮－（２，１５）依次经“环化”和“加氢”后得目标物；其特征在于，步骤（１）中所说的相转移催化剂为含Ｃ↓［１２］～Ｃ↓［２５］烷基季铵盐，同时，１，１０－二溴癸烷与乙酰乙酸乙酯的反应在非质子极性溶剂中进行。与现有技术相比，本发明专利技术提出的麝香酮制备方法具有过程简单和收率高等优点，是一种更具商用价值的麝香酮制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种3-甲基环十五酮(麝香酮)的制备方法，具体地说，是一种以1，10-二溴癸烷、乙酰乙酸乙酯为原料，经过相转移催化缩合水解、环化、加氢制备麝香酮的方法。
技术介绍
麝香酮(3-甲基环十五酮)不仅是一种名贵香料，也是一种用途广泛的中药材。由于天然麝香酮的稀缺性，故麝香酮的合成倍受化学家们的关注。 迄今，制备麝香酮的方法主要可分为三种即甲基化法、环酮扩环法和闭环法。 (1)甲基化法，即在环十五烷酮β位插入甲基得3-甲基环十五酮的方法，如科技文献J.Org.Chem.，1971，36(26)4124-4125.；Chem.Soc.Jpn，1990，11795-796和J.Org.Chem.，1991，56(25)6974-6981等所报道的方法。 (2)环酮扩环法，以环十二酮为原料的三碳扩环法是由Firmenich实验室发展起来的方法。它包括由环十二酮形成的二环十五烷(或十五烯)化合物的桥键断裂。环十二酮是石油工业副产品并且价廉易得，所以成为扩环法合成麝香酮的首选原料。以环十二酮为原料在其α位引入一个取代的异丁基(或甲基丙稀)结构侧链，再进行扩环研究的报道很多，尤其是选择手性的异丁基侧链进行麝香酮的不对称合成。近十年来，由环十二酮扩环合成麝香酮的方法得以简化，从而缩短了合成路线。Dowd等(Homologation of large rings.Tetrahedron.，1992，48(23)4773-4792)用碘化亚钐处理引入异丁基的环十二酮获得双环化合物，其双键经自由基反应断裂后形成十五员环，还原得到麝香酮。此法为扩环法合成麝香酮提高了重要的理论依据，但是其合成步骤较长，最后产品中麝香酮的含量较低。因而其理论意义大于实际应用价值。 (3)闭环法，闭环法主要由链状化合物经闭环反应获得目标物，主要包括羟醛缩合闭环法、醇酮缩合闭环法、Dieckman缩合闭环法、分子内酰化闭环法、自由基加成闭环法、prins反应闭环法、Emmons-Homer反应闭环法、分子内1.3偶极加成闭环法、分子内亲和取代闭环法、端炔氧化偶联闭环法等。虽然闭环法的种类很多，但其基本途径都是合成α，ω-双官能团化合物，然后再合环。这是合成麝香酮较早采用的方法，但由于早期的一些方法产率太低而不被重视。 早在1951年，Stoll等就最早采用乙酰乙酸乙酯与1，10-二溴癸烷反应制得十六二酮-(2，15)，再经羟醛缩合、氢化通过控制单取代反应，经选择性水解、纯化等一系列复杂操作，最终得到了麝香酮。但是该方法反应周期长，操作复杂，产率极低，总产率只有5％。尽管如此，这个古老的方法为人们开阔了思路。半个多世纪来，化学家们一直为改进Stoll法而努力工作着。近十几年内，化学家们的工作重点在于，提高十六二酮-(2，15)的产率。在《精细化工》2006，23(5)463-465.所揭示的制备麝香酮的方法中，十六二酮-2，15的产率虽已提高至78.6％，但本专利技术的专利技术人认为其还有改进的余地。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种更具商业应用价值(3-甲基环十五酮的收率更高)的。 本专利技术所说的制备3-甲基环十五酮的方法，其包括如下步骤 (1)在无机碱和相转移催化剂存在条件下，由1，10-二溴癸烷与乙酰乙酸乙酯反应得十六二酮-(2，15)； (2)在催化剂存在条件下，由十六二酮-(2，15)依次经“环化”和“加氢”后得目标物(3-甲基环十五酮)。 合成路线如下所示 本专利技术人发现以1，10-二溴癸烷、乙酰乙酸乙酯为原料，以醇钠为催化剂来合成十六二酮-(2，15)的Stoll经典方法，十六二酮-(2，15)的产率不高，最高只有53％。经理论推测和实验分析，Stoll法合成十六二酮-(2，15)的反应中副产物有很多种，不仅有C烷基化和O烷基化反应产物，还有二溴癸烷的多取代反应及其各种水解产物，同时还存在着乙酰乙酸乙酯的自身缩合产物。实验结果表明，Stoll法中十六二酮-(2，15)的产率与醇钠的用量大致成反比关系，可见该反应属于分子轨道历程。因而，降低碱的强度有可能得到选择性好的轨道控制目标产物。因此，选择碱金属或碱土金属的碳酸盐，或碱金属或碱土金属的氢氧化物中一种、二种或二种以上的混合物作为催化剂(替代醇钠)，是目前较为常用的方法之一。 由于这些无机碱性催化剂在有机溶剂中的溶解度不大，为了加快反应进程，需要采用相转移催化剂。姚书扬等人采用苄基三乙基氯化铵作为相转移催化剂，十六二酮-(2，15)的收率为78.6％(精细化工，2006，23(5)463-465.)。 专利技术人发现乙酰乙酸乙酯和1，10-二溴癸烷的反应速度，及十六二酮-(2，15)的收率与有机相中CO32-或OH-浓度有关，有机相中CO32-或OH-浓度越高，则反应速度越快，同时十六二酮-(2，15)的收率也越高。而CO32-或OH-进入有机相的能力与所用相转移催化剂和反应溶剂密切相关。 本专利技术的专利技术人发现当采用碳原子总数为C12～C25烷基季铵盐为催化剂，且以非质子极性溶剂为反应溶剂时，十六二酮-(2，15)的收率明显高于现有技术(即在本专利技术中，十六二酮-(2，15)的收率至少为85％)。 本专利技术在制备十六二酮-(2，15)时，所采用的催化剂为式I所示化合物 式I中，R1，R2，R3和R4分别独立选自C1～C25烷基或H中一种，且R1，R2，R3和R4中的碳原子之和为12～25；X为F、Cl、Br或I。 同时，在制备十六二酮-(2，15)时，所用的反应溶剂为非质子极性，所说非质子极性溶剂选自C1～C6的卤(F、Cl、Br或I)代烷，取代苯，四氢呋喃，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基亚砜(DMSO)或N-甲基-2-吡咯烷酮中一种、二种或二种以上混合物； 其中所说的取代苯的取代剂选自C1～C6烷基、C1～C6烷氧基或卤素(F、Cl、Br或I)中一种、二种或二种以上。 在本专利技术一个优选技术方案中，R1，R2，R3和R4分别独立选自C1～C25烷基中一种，且R1，R2，R3和R4中的碳原子之和为12～25。 在本专利技术另一个优选技术方案中，在制备十六二酮-(2，15)时，所用的反应溶剂为C1～C3的氯代烷、四氢呋喃或/和有C1～C3烷基取代苯；更优选的反应溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、甲苯、二甲苯或四氢呋喃。 在本专利技术所提供的制备麝香酮(3-甲基环十五酮)的改进方法中，十六二酮-(2，15)的收率为85％以上、十六二酮-(2，15)的纯度大于99.0％；十六二酮-(2，15)在Ti-媒介TiCl4-有机胺体系下进行环合反应，得到脱氢麝香酮，环合收率高达90％以上；脱氢麝香酮经加氢得到麝香酮产品，加氢收率95％以上。 具体实施例方式 本专利技术所说的制备3-甲基环十五酮的方法，其包括如下步骤 (1)在无机碱和式I所示化合物存在条件下，将1，10-二溴癸烷、乙酰乙酸乙酯和非质子极性溶剂置于反应器中，于温度为30℃～150℃、压力为50kPa～1000kPa条件下，反应0.5-30小时后，分离(包括分除式I所示化合物和蒸除所用非质子极性溶剂)后固体物，该固体物用碱金属氢氧化物的稀醇溶液水解，经过滤、重结晶得十六烷二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备３－甲基环十五酮的方法，其包括如下步骤：　　　　（１）在无机碱和相转移催化剂存在条件下，由１，１０－二溴癸烷与乙酰乙酸乙酯反应得十六二酮－（２，１５）；　　　　（２）在催化剂存在条件下，由十六二酮－（２，１５）依次经“环化”和“加氢”后得目标物；其特征在于，步骤（１）中所说的相转移催化剂为式Ⅰ所示化合物　　　　＊＊＊　　Ⅰ　　　　式Ⅰ中，Ｒ↓［１］，Ｒ↓［２］，Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］分别独立选自Ｃ↓［１］～Ｃ↓［２５］烷基或Ｈ中一种，且Ｒ↓［１］，Ｒ↓［２］，Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］中的碳原子之和为１２～２５；Ｘ为Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ或Ｉ；　　　　同时，１，１０－二溴癸烷与乙酰乙酸乙酯的反应在非质子极性溶剂中进行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方云进，董霞，王宁，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]