一种环十五内酯的合成工艺

摘要

一种环十五内酯的合成工艺，属于香精香料合成技术领域。本发明经酯化反应、Claisen酯缩合反应、水解脱羧反应、克莱门森还原反应及环化反应而得成品。本发明简化了工艺步骤，充分利用物质资源，并具有能耗低，产品收率高，有利于环境保护，生产成本低，便与工业化推广应用等特点。本发明可广泛应用于工业化生产环十五内酯，采用本发明工艺合成的环十五内酯产品可广泛用作医药、食品、洗化产品等的香精香料。

主权项

一种环十五内酯的合成工艺，其特征在于其具体的工艺步骤如下：(1)酯化反应以无水甲醇和十二碳二酸为原料，以浓硫酸为催化剂，按照十二碳二酸的质量∶无水甲醇的体积∶浓硫酸的体积之比为1g∶6～7ml∶0.07～0.09ml的比例，在已干燥的回流反应器中，先加入十二碳二酸和无水甲醇并搅拌混合均匀，再在搅拌的条件下加入浓硫酸催化剂，然后，在80～95℃的恒温下搅拌回流，进行酯化反应12～14h，再冷却至室温并加水稀释至晶体析出为止，最后，将晶体混合液进行过滤，分别收集滤液和晶体滤渣，将收集的晶体滤渣，用水做洗涤剂，按照晶体滤渣的质量∶水洗涤剂的体积之比为1g∶10～15ml的比例，进行洗涤，分别收集洗涤液和晶体；(2)Claisen酯缩合反应及水解，酸化反应①Claisen酯缩合及水解脱羧反应第(1)步完成后，在已干燥的回流反应容器中，先按金属钠质量∶无水甲醇体积之比为1g∶7～13.5ml的比例，加入金属钠和溶剂无水甲醇，在40～45℃下搅拌回流，直到金属钠溶解完全而形成无色透明的粘稠状甲醇钠液体为止，后在粘稠液中加入γ‑丁内酯，在40～50℃恒温下搅拌进行活化反应40～60min，再加入第(1)步制备出的十二碳二甲酯，在105～115℃恒温下搅拌回流进行酯缩合反应2～8h，然后将酯缩合反应的混合物冷却至室温，其中：γ‑丁内酯∶第(1)步反应制得的十二碳二甲酯∶甲醇钠的摩尔量之比为1∶0.5～1.1∶0.9～1.3，再在酯缩合反应的混合物中加入甲醇和浓度为4％～9％氢氧化钠溶液，在70～95℃恒温下搅拌回流进行水解脱羧反应5～12h，其中：酯缩合反应的混合物的质量∶甲醇的体积∶氢氧化钠溶液的体积之比为1g∶3～4ml∶3～4ml；②酸化反应第(2)‑①步完成后，将第(2)‑①步制得的水解脱羧反应混合物放置于容器中冷却至室温，按水解脱羧反应混合物的质量∶17％稀盐酸溶液体积之比为1g∶0.1～0.2ml的比例，再加入17％稀盐酸溶液，搅拌2～6h，进行第一次过滤，分别收集第一次过滤的滤液和滤渣，对收集的第一次的滤液经碱化处理达标后，排放，然后在已干燥的回流反应器中，按第一次收集的滤渣的质量∶乙醚的体积∶正己烷的体积之比为1g∶7～9ml∶7～9ml的比例，加入第一次收集的滤渣和乙醚及正己烷，在60～80℃恒温下搅拌回流20～45min，最后将回流后的混合物转入容器中，密封，静置结晶10～40h后进行第二次过滤，分别收集第二次过滤的滤液和晶体滤渣；(3)克莱门森还原反应①制备锌汞齐第(2)步完成后，先按照氯化汞的质量∶质量浓度为10％的稀盐酸的体积之比为1g∶20～30ml的比例，在反应器中加入10％的稀盐酸溶液和氯化汞，搅拌至氯化汞完全溶解，再按照氯化汞溶液中氯化汞∶锌粉的质量之比为1∶8～12的比例，在氯化汞溶液中加入锌粉，搅拌进行置换反应5～20min后再进行过滤，分别收集滤液和滤渣；②制备15‑羟基十五酸第(3)‑①步完成后，先按照第(2)‑②步制备出的15‑羟基‑12‑羰基十五酸的质量∶浓盐酸的体积∶第(3)‑①步制备出的锌汞齐的质量之比为1g∶4～7ml∶0.73～1.76g的比例，在已干燥的回流反应容器中，加入第(2)‑②步制备出的15‑羟基‑12‑羰基十五酸和浓盐酸溶液及第(3)‑①步制备出的锌汞齐，在114～125℃恒温下搅拌回流进行克莱门森反应5～6h，再冷却至室温，后按照克莱门森反应产物∶硫粉的质量之比为1∶0.03～0.09的比例，再在反应器中加入硫粉，搅拌1.5～6h除去汞金属，然后对除去汞金属后的溶液进行加热至沸腾，并进行第一次过滤，分别收集第一次过滤的滤液和滤渣，再将收集的第一次的滤液静置冷却析出固体至固体不再析出为止，分别收集上层清液和下层固体，最后在已干燥的回流反应器中，按下层固体的质量∶丙酮的体积∶正己烷的体积之比为1g∶7～9ml∶7～9ml的比例，加入下层固体和丙酮及正己烷，在65～85℃恒温下搅拌回流20～45min，后将回流后的混合物转入容器中，密封，静置结晶10～40h后进行第二次过滤；(4)环化反应①制备4‑二甲基氨基吡啶盐酸盐第(3)步完成后，先按照4‑二甲基氨基吡啶质量∶二氯甲烷的体积之比为1g∶8～12ml的比例，在第一个装有出气管的密闭的反应器中加入4‑二甲基氨基吡啶和二氯甲烷，搅拌混合均匀，再按照4‑二甲基氨基吡啶的质量∶浓盐酸的体积之比为1g∶3～7ml的比例，在第二个装有出气管的密闭的反应器中加入浓盐酸，然后在搅拌条件下，按照浓盐酸∶浓硫酸的体积之比为1∶1.7～2.7的比例加总量，加入浓硫酸的速度为每秒浓盐酸∶浓硫酸的体积之比为1∶0.045～0.076的比例，再向第二个反应器中加入浓硫酸，进行吸水反应产生氯化氢气体，对吸水反应产生的氯化氢气体，经过干燥器在10～35℃下干燥后，导入第一个反应器中，搅拌反应30～60min，取出第一个反应器中的反应后的混合液，进行过滤，分别收集滤液和晶体滤渣；②制备环十五内酯第(4)‑①步完成后，先按照第(3)‑②步制备出的15‑羟基十五烷酸的质量∶四氢呋喃的体积之比为1g∶232～558ml的比例，将四氢呋喃加入到第(3)‑②步制备出的15‑羟基十五烷酸中，搅拌至15‑羟基十五烷酸完全溶解，再按照15‑羟基十五烷酸溶液中的15‑羟基十五烷酸的摩尔量∶二环己基碳二亚胺的摩尔量∶4‑二甲基氨基吡啶的摩尔量∶第(4)‑①步制备出的4‑二甲基氨基吡啶盐酸盐的摩尔量∶氯仿的体积之比为1mol∶1～3mol∶1.5～6mol∶1～3mol∶30～60ml的比例，在已干燥的能通入气体的回流反应容器中，加入氯仿、二环己基碳二亚胺、4‑二甲基氨基吡啶和第(4)‑①步制备出的4‑二甲基氨基吡啶盐酸盐，并通入氮气，在65～85℃恒温和氮气的保护下，搅拌回流下进行环化反应11～17h，同时向反应器中匀速加入第(3)‑②步制备出的15‑羟基十五烷酸溶液，控制加入的速度在10～16h加完，最后将反应后的混合物进行过滤，分别收集滤液和滤渣，将收集的滤液在65～75℃下进行蒸馏浓缩，当蒸馏浓缩物的体积为原体积的0.005～0.01时，停止蒸馏，分别收集蒸馏出的溶液和蒸馏后的浓缩物，将蒸馏后的浓缩物放置于干燥器中，在25～32℃下干燥10～20h。