[发明专利]一种环十五内酯的合成工艺

说明书

技术领域

本发明属于香精香料合成技术领域，具体涉及一种合成环十五内酯的工艺。

背景技术

环十五内酯是一种重要的大环麝香，不但具有麝香香味，而且持有龙涎香韵。其香气浓郁、细腻，但价格昂贵，是应用非常广泛的香精香料。目前广泛应用于香水、香精、化妆品、食品、医药等领域中，因此采用合成技术制备环十五内酯是当前研究的热门课题。

现有环十五内酯合成方法，如2008年5月天津大学的硕士论文“环十五内酯的制备工艺”中，公开的方法是先以十二碳二酸和无水甲醇为原料，以浓硫酸为催化剂进行酯化反应制得十二碳二甲酯，后经Claisen酯缩合反应制得12-羰基-12-(2-羰基-四氢呋喃-3-)十二酸(甲酯)，再在碱作用下水解脱羧，然后在肼和碱的作用下进行黄鸣龙还原反应，最后在碳酸钾作用下及高温减压条件下进行环化反应而得产品。该方法的缺点是：

1.该工艺第四步发生黄鸣龙反应生成15-羟基十五酸的操作需要在200℃左右的高温下进行，反应温度过高，不仅对反应设备的安全性要求高而且能源的消耗量也大，导致生产成本较高。并且该反应的收率不稳定，反应重复性较差。

2.该工艺第五步在碳酸钾和甘油的催化下发生环化反应生成环十五内酯的反应条件较苛刻-高温负压，负压条件不易达到且不好控制，对反应设备的要求也较高；该反应需要在180℃的高温下进行，不仅对反应设备的安全性要求高并且能源的消耗量也大，而且该步的反应收率较低，仅有20％左右，从而进一步导致生产成本增高。

3.该工艺多次采用重结晶，洗涤及过滤工艺，且对重结晶后的溶剂及洗涤，过滤后的水没有进行处理或回收利用，从而造成资源浪费及环境污染，不利于环境保护。

4.该工艺第二步的Claisen酯缩合反应和第三步的水解脱羧反应过程中，分离操作的难度大，不易控制，易造成产物的浪费。从而导致收率降低，仅有60％左右，使生产成本增高。

5.该工艺的反应收率低，总反应收率仅有10％左右，使得该工艺难以推广应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有合成环十五内酯方法的不足之处，提供一种环十五内酯的合成工艺，重点在于对合成15-羟基-12-羰基十五酸，15-羟基十五酸及环十五内酯的工艺的改进，提高了环十五内酯的产率。因此本发明具有操作简便，产品的产率高，副产物能回收利用，有利于环境保护，生产成本低，便于推广应用等特点。

本发明的机理：本发明首先将十二碳二酸溶于无水甲醇中，在浓硫酸的催化下发生酯化反应生成十二碳二甲酯，然后与用甲醇钠活化的γ-丁内酯发生Claisen酯缩合反应，再在碱的作用下，水解生成羧酸盐，然后酸化后脱羧生成15-羟基-12-羰基十五酸。生成的15-羟基-12-羰基十五酸在锌汞齐的催化下发生克莱门森还原反应生成15-羟基十五酸，最后在二环己基碳二亚胺，4-二甲基氨基吡啶，4-二甲基氨基吡啶盐酸盐的催化下发生环化反应即可得到环十五内酯。

实现本发明的目的的技术方案是：一种环十五内酯的合成工艺，经酯化反应，Claisen酯缩合反应，水解脱羧及酸化反应，克莱门森还原反应及环化反应而得成品。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(g)∶无水甲醇的体积(ml)∶浓硫酸的体积(ml)之比为1∶6～7∶0.07～0.09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，以避免在加入催化剂的过程中因局部过热而导致十二碳二酸氧化。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(g)∶水洗涤剂的体积(ml)之比为1∶10～15的比例，进行洗涤，分别收集洗涤液和晶体。所收集到的晶体即为制备出的十二碳二甲酯；对收集的滤液和洗涤液，即为过滤和洗涤后的水进行碱化处理达标后，排放。

(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