专利名称：紫苏醇的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种紫苏醇的制备方法，具体是以2，10-环氧蒎烷为反应物，通过催化重排制备紫苏醇的方法。
背景技术：
紫苏醇(英文名称为perillyl alcohol或p-Mentha-1，8-dien-7-ol，简写为POH)，化学名称为[4-异丙烯基-1-环己烯基]甲醇，可以用作香料、食品香味剂、医药和农药的中间体。近年来人们又发现，紫苏醇对人体种瘤具有化学预防和治疗活性，在临床研究上已取得了明显的效果，且几乎无毒副作用。
已知的通过2，10-环氧蒎烷(英文名称2，10-Epoxypinane或β-Pinene oxide，简写为EP)制备紫苏醇的方法主要有两类。一类是水合-脱水两步法；另一类是催化异构法。水合-脱水二步法的例子之一是Bluthe等报道的用汞离子存在下，EP先水合成二醇，再脱生成紫苏醇的方法(Bluthe N，Ecoto J E，FetizonM，Lazare S，J Chem.Soc，Perkin Trans.1，1980，(8)1747-1751)。另外一例Fetizon M等公开的专利方法(Fetizon M，Ecoto J E，Lazare S，Synarome H，Eur.Pat.Appl.21952，1981)，在硫酸汞存在下，EP先与水反应生成二醇，再在硫酸催化下脱水制得紫苏醇。这两种方法都消耗大量的、剧毒的汞盐，还涉及到有较强腐蚀性的硫酸溶液，所以不能令人满意。第二类例子是Delay F报道的在硝酸铵催化剂存在下，2，10-环氧蒎烷在极性溶剂中一步重排生成紫苏醇的方法(Delay F，Ger.Offen.DE 3541939，1986)。强极性溶剂(硝基甲烷、二甲基甲酰胺等)对生成紫苏醇有较大的影响(李谦和等，香料香精化妆品，2002，210-12)，但溶剂用量大，产率不高，难以在工业上应用。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种紫苏醇的制备方法。该方法是一种能够在温和条件下，直接用2，10-环氧蒎烷为原料一步液相重排反应，不涉及腐蚀性的反应介质，同时又能够较高选择性得到紫苏醇的催化合成方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现所述紫苏醇的制备方法包括如下步骤和工艺条件以2，10-环氧蒎烷为反应物，在催化剂的作用下，在极性有机溶剂中开环重排，生成紫苏醇；其中，反应温度为40～120℃，反应时间为0.5～7h；反应物与催化剂的摩尔比为100∶1～10。
为了更好地实现本发明，所述反应温度为70～90℃；所述反应时间为2～5h；所述极性有机溶剂为卤代烃、醚类、酰胺和硝基烷烃中的一种或一种以上混合物；所述极性有机溶剂为硝酸甲烷或二甲基甲酰胺或两者的混合物；所述催化剂具有如下化学结构式[R1R2R3R4N]+NO3-，其中，式中R1、R2、R3、R4四个基团中至少有一个是氢原子；所述催化剂通过以下方法制备将有机含氮碱性化合物与硝酸按当量比为1∶0.95～1.05的比例，在乙酸乙酯中反应形成季铵硝酸盐催化剂。
所述有机氮碱性有机化合物为脂肪胺、脂环胺、芳胺或含氮杂环化合物。
经过实验研究，我们发现在某些季铵盐催化剂存在下，可以使2，10-环氧蒎烷定向重排，得到较高产率的紫苏醇。
本发明涉及的主要化学反应如附图1所示。
本发明的方法包括催化剂的组成与制备方法、在适当的反应温度下，2，10-环氧蒎烷在有机溶剂中的液相重排反应。
催化剂体系包括各种有机含氮碱性化合物与硝酸反应形成的季铵盐，化学通式为[R1R2R3R4N]+NO3-。式中R1、R2、R3、R4四个基团，至少有一个是氢原子，这些含氮碱性有机化合物包括脂肪胺、脂环胺、芳胺和含氮杂环化合物。反应物2，10-环氧蒎烷(英文名称为2，10-Epoxypinane，又称β-蒎烯环氧物)，其分子结构式如附图2所示。
由2，10-环氧蒎烷经催化液相重排制备的紫苏醇(又称1，8-对孟二烯-7-醇)，其分子结构式如附图3所示。
本发明中涉及的季铵盐催化体系中有机胺A与硝酸N的比例A/N＝1∶0.95～1.05(当量比)，反应物2，10-环氧蒎烷与催化剂的比例通常为100∶1～10(摩尔比)。
本发明的方法需要在适当的液体介质中进行反应，适当的液体介质最好是能够溶解催化剂组分、反应物和生成物的有机溶剂，通常可以是强极性的卤代烃、醚类、酰胺和硝基烷烃等的其中之一或它们的混合物。优选的液体介质为硝基烷类中的一种或它们的混合物。
本发明所涉及的反应温度在40～120℃，最好是在70～90℃；反应时间为0.5～7h，最好是2～5h。
本发明的具体制备方法是将有机含氮碱性化合物与适量的硝酸在酯类溶剂中反应，经共沸脱水，减压蒸除溶剂，制得催化剂。然后将催化剂和反应溶剂加入反应器中，加热至一定温度，恒温下滴加2，10-环氧蒎烷，搅拌反应一定时间，反应结束后，冷却至室温，取出液体进行分析，同时可用蒸馏或通常的提纯方法分离出紫苏醇。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果本发明具有反应条件温和、介质腐蚀性小、催化剂原料价廉易得且制备方便、紫苏醇产率较高等优点。
图1为本发明所涉及的主要化学反应式；图2为2，10-环氧蒎烷的分子结构式；图3为2，10-环氧蒎烷经催化液相重排制备的紫苏醇的分子结构式。
具体实施例方式
下面通过一些实施例详细说明本发明的具体实施步骤，不应将这些实施例当作本发明范围的限制。
实施例1将30mg的乙胺(CH3CH2NH2)，42mg的硝酸分别溶解在1ml乙酸乙酯中，然后在室温下搅拌反应0.5h，减压蒸除乙酸乙酯，制得催化剂乙胺硝酸盐。
将上述催化剂加入到盛有10ml硝基甲烷容积为30ml的反应瓶中，加热升温至80℃，搅拌下于10分钟内滴加入1.36g 2，10-环氧蒎烷，保温反应2小时后冷却至室温，取出反应液进行分析，结果表明，EP转化率为100％，紫苏醇产率为90.13％。
实施例2-18重复实施例1，只是改变胺类化合物的种类和用量，分别用甲胺、丙胺、环己胺、苯胺、对硝基苯胺，2，4-二硝基苯胺、尿素、乙二胺、二乙胺、三乙胺、吗啉、哌啶、吡啶、N-甲基苯胺、喹啉、甲基咪唑，N，N-二甲基甲酰(DMF)胺代替乙胺，硝酸用量均为4.0mg，有关用量及反应结果列入表1。
实施例19-23重复实施例12，只是改变反应物EP与催化剂的投料配比，反应结果列入表2。
实施例24-27重复实施例13，只是改变反应时间，反应结果列入表3。
实施例28-32重复实施例1，只是改变反应溶剂，反应结果列入表4。
表1、不同含氮有机物合成的催化剂的反应结果
表2、反应物与催化剂的投料配比对反应结果的影响
表3、反应时间对哌啶硝酸盐催化剂反应结果的影响
表4、溶剂对乙胺硝酸盐催化剂反应结果的影响
权利要求
1.紫苏醇的制备方法，其特征是，包括如下步骤和工艺条件以2，10-环氧蒎烷为反应物，在催化剂的作用下，在极性有机溶剂中开环重排，生成紫苏醇；其中，反应温度为40～120℃，反应时间为0.5～7h；反应物与催化剂的摩尔比为100∶1～10。
2.根据权利要求1所述紫苏醇的制备方法，其特征是，所述反应温度为70～90℃。
3.根据权利要求1所述紫苏醇的制备方法，其特征是，所述反应时间为2～5h。
4.根据权利要求1所述紫苏醇的制备方法，其特征是，所述极性有机溶剂为卤代烃、醚类、酰胺和硝基烷烃中的一种或一种以上混合物。
5.根据权利要求4所述紫苏醇的制备方法，其特征是，所述极性有机溶剂为硝酸甲烷或二甲基甲酰胺或两者的混合物。
6.根据权利要求1～5中任一项所述紫苏醇的制备方法，其特征是，所述催化剂具有如下化学结构式[R1R2R3R4N]+NO3-，其中，式中R1、R2、R3、R4四个基团中至少有一个是氢原子。
7.根据权利要求6所述紫苏醇的制备方法，其特征是，所述催化剂通过以下方法制备将有机含氮碱性化合物与硝酸按当量比为1∶0.95～1.05的比例，在乙酸乙酯中反应形成季铵硝酸盐催化剂。
8.根据权利要求7所述紫苏醇的制备方法，其特征是，所述有机氮碱性有机化合物为脂肪胺、脂环胺、芳胺或含氮杂环化合物。
全文摘要
本发明是一种紫苏醇的制备方法。该方法采用含氮有机化合物与硝酸反应生成的硝酸季铵盐为催化剂，2，10－环氧蒎烷在有机极性溶剂中于60～100℃定向重排合成紫苏醇。本发明提供的紫苏醇制备方法具有反应条件温和、介质腐蚀性小、催化剂原料价廉易得且制备方便、紫苏醇产率较高等优点。
文档编号C07C33/14GK1680236SQ200510032678
公开日2005年10月12日 申请日期2005年1月4日 优先权日2005年1月4日
发明者李谦和, 冯真真, 李雪辉, 王乐夫 申请人:华南理工大学