专利名称：：由叔萜烯醇制备的香料组合物的制作方法
技术领域：
：本发明涉及由叔辟烯醇制备环醚和氯代酮的方法。该产物是新型香料组合物的有价值的中间体。萜烯是合成香料组合物普遍存在的起始原料。饱和叔碎烯醇，其来自松节油和包含2-曱基丁烷基部分，由于它们的可得到和相对低的成本而是重要的香料成分或者中间体。这些醇包括反式-蒗烷醇、顺式-蒎烷醇、二氢秀醇(dihydroplinol)、四氢月桂烯醇、四氢芳樟醇、和其他有价值的化合物。例如，顺式-蒎烷醇一般被热裂解来制备工业量的芳樟醇。用氧化汞(II)和溴或用四醋酸铅和碘的反式-蒎烷醇的氧化产生6，9-二甲基-7-氧杂三环[4.3.0.0"]壬烷，化合物1，是合成更复杂薛烯衍生物的有价值的中间体(参见美国专利No.3，481，998和3，658，851;TetrahedronLett.(1967)905:J.Am.Chem.Soc.97(1969)4771和^(1976)4594;和J.Chem.Soc，PerkinTrans.I(1972)943)。最近，环醚l也通过用硫酸铁(II)和石克酸铜(II)的混合物对反式-蒎烷过氧化氢物脱水而制得(Chem.Lett.(2002)830)，如下面所示。虽然该方法有效，当更优选的一个方法避免制成过氧化氢物中间体或者使用有毒铅或汞试剂的需要。
背景技术：
：或Pb(0Ac》4,l2反式-蒎烷醇已确定许多环丁烷类为有价值的香料组分。不幸的是，合成环丁烷类通常远非瑣碎，尤其是如果起始原料限于容易得到的、便宜的混合物如碎烯。尽管该挑战，但是关于环丁烷类如pinonylalcohol、蒗酮酸、和蒗酮酸的酯已经有报道(参见美国专利No.2，824,138、3，030，337、3，361，820、和4，048，120)。令人惊讶的是，在过去的三十年间，在开发辟烯基的制备环丁烷类的新路线上几乎没有进展。
发明内容一方面，本发明是氧化方法。我们发现某些氯代酮、环醚、或其混合物可通过使饱和的叔辟烯醇与次氯酸在有效促进氧化反应的条件下进行反应而制得。在这些条件下，反式落烷醇主要产生6，9-二曱基-7-氧杂三环[4.3.0.0"]壬烷。有趣地是，用次氯酸的顺式-蒎烷醇的氧化产生先前未知的1-乙酰基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基环丁烷，2:氯代酮2是及其多功能的；我们容易地将其转化成许多具有有趣且多样的香味的新型环丁烷衍生物。因此，除了氧化方法之外，本发明包括氯代酮和环丁烷组合物，以及包含环丁烷类的香料。本发明的详细描述作为香料组合物或中间体使用的环醚或者氯代酮通过使饱和的叔辟烯醇与次氯酸在有效促进氧化反应的条件下进行反应而制得。适宜的饱和的叔萜烯醇包含2-甲基丁烷亚基(subunit)，至少—个叔羟基、且没有碳-碳双键。该醇可以，并经常具有一个或多个碳环。薛烯醇可被合成，或者可从天然来源中分离得到。通常，它们可以由蒗烯或其他富含辟烯的混合物合成。优选的辟烯醇包括，例如，顺式-落烷醇、反式-蒎烷醇、二氢莺醇、四氢月桂烯醇、四氢芳樟醇、2-甲基-异冰片，1，3，3-三曱基环己醇，六氢橙花叔醇、四氢红没药醇、四氬泪杉醇、及其混合物，它们具有下面表示的结构。可以采用这些化合物的立体异构体的任一种。一些优选的饱和叔萜烯醇的通常结构如下所示反式-蒎烷醇顺式-蒎烷醇二氢鸢醇四氢月桂烯醇四氢芳樟醇六氢橙花叔醇四氢红没药醇四氢泪杉醇氧化方法在次氯酸(H0C1)存在下进行。次氯酸通常通过使次氯酸盐水溶液或悬浮液与有机酸或无机酸仔细酸化而制得。我们发现原位将二氧化碳气体通入碱金属次氯酸盐(例如，次氯酸钠)或碱土金属次氯酸盐(参见下列实施例1-4)的水溶液或悬浮液而产生次氯酸是特别方便的。含水次氯酸钠容易作为5-6。/。活性NaOCl溶液的商业漂白剂，例如(^101:(^@漂白剂得到。该方法在有效促进辟烯醇氧化成环醚、氯代酮、或其混合物的条件下进行。氧化通常容易在温和的温度和压力条件下进行。对于放热反应，必要时，可施加冷却来帮助控制反应速度。通常，反应热在使反应加热至所期望的温度是有效的。通常，氧化方法在约O'C至约150。C范围内的温度下进行，更优选在约20'C至约IO(TC范围内，最优选在约30。C至约80。C范围内的温度下进行。虽然该反应可在高于大气压或低于大气压下进行，但通常使用大气压是最方便的。该产物或产物混合物的确切性质将取决于许多因素，包括温度、压力、溶剂选择(如果有)、萜烯醇的相对量和次氯酸、和其他因素。确切的产物以及产物比例通常主要取决于萜烯醇的同一性(identity)。有时，该方法提供单一的产物类型。例如，选择顺式-菠烷醇作为萜烯醇仅提供1-乙酰基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基环丁烷(氯代酮2)。在某些条件下，得到类型产物的混合物，因为当反式-蒎烷醇被氧化而得到大部分6,9-二曱基-7-氧杂三环[4.3.0.03'9]壬烷(环醚1)加上小部分氯代酮2的混合物。二氢秀醇的氧化主要提供6-氯-5-(1-甲基乙基)-2-庚酮、新型氯代酮(3),而四氢月桂烯醇主要得到2，2-二曱基-5-(1-甲基丙基)四氬呋喃，4:HO<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>二氢秀醇<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>四氢月桂烯醇2-甲基异冰片、1，3，3-三甲基环己醇、六氢橙花叔醇、四氢红没药醇、四氢泪杉醇的氧化应该产生相应的环醚，每一个结合四氩呋喃部分。例如，1，3，3-三甲基环己醇与次氯酸的反应将产生双环醚<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>釆用本发明的方法制备的氯代酮，由于氯和羰基官能团，用途极其多的。我们通过将氯代酮2精制成潜在有价值的环丁烷衍生物的主体(参见下面实施例5-17)而证实了这种多功能性。类似方法可用于生产可由该方法得到的其他氯代酮的衍生物如3。本发明包括由该方法制得的新型氯代酮。这种氯代酮对于合成香料组分而言是有价值的中间体。尤其，该新型氯代酮包括包含6-氯-5-(l-甲基乙基)-2-庚酮(3)的至少一种立体异构体的组合物或者包含l-乙酰基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基环丁烷(2)的至少一种立体异构体的组合物。本发明包括从2衍生的环丁烷，除了1-乙酰基-2，2-二甲基-3-乙基环丁烷、pinonylalcohol、蒗酮酸、和蒗酮酸酯之外，这些是已经已知的化合物。本发明的优选环丁烷具有通式结构:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>R是选自Me2C(0H)-、MeCO—、CH尸CH-CMe(OH)-、CH尸CMe-、和2-甲基-1，3-二氧戊环-2-基的单价取代基。R'是选自C跳-、Me-、MeOCH广、EtOCH广、MeCH(OH)CH广、Me2C(0H)CH广、和MeC(0)CH广的单价取代基。环丁烷由2采用众所周知的合成方法制得(参见下面实施例5-17)。如表1说明的，环丁烷具有令人感兴趣的且多样的香气，使其对于香料组合物是潜在的和有价值的。因此，本发明包括包含至少一种本发明的环丁烷的香料组合物。下列实施例仅举例说明本发明。本领域的那些技术将认识到多种变化，这些变化在本发明精神和权利要求书的范围之内。实施例1环醚1将二氧化碳鼓泡通过混合的加热((35°C)的反式-蒎烷醇(600g)和水性次氯酸钠(Chlorox⑧漂白剂，5-6。/。的活性Na0Cl，6000g)的混合物直到气相色镨法(GC)分析显示反式-蒎烷醇的转化超过70%。将层分离并且采用庚烷萃取水层。该庚烷萃取物与原来的有机层结合，并在真空条件下除去庚烷。将水性氢氧化钠(350g25%的NaOH)加入到粗环醚中，且将该混合物回流蒸馏约12小时。冷却至室温之后，烧瓶和回流蒸馏分离器(cohobationtrap)中的物质净皮倒入分液漏斗中。将有才几层分离并在真空下(约100mm)蒸馏而得到纯化的环醚l(b.p.约115°C/100mm;329g，基于反式-茱烷醇的加入量的56%)。产物结构经其光谱数据(NMR、IR、GC/MS)确认。蒸馏还得到回收的反式-蒗烷醇(b.p.约135°C/100mm，130g)。基于反应的反式-蒗烷醇的环醚1的产率为约71%。蒸馏残余物的GC分析也显示存在一些氯代酮2。实施例2氯代酮2将二氧化碳鼓泡通过顺式-蒗烷醇(300g)、庚烷(12QmL)和水性次氯酸钠(3200mL)的搅拌混合物中。该反应稍微放热，因此开始时采用一定的冷却(水浴)使温度保持在约35'C或低于35'C。反应经气相色谱法分析合理完成之后(6-8小时，约80%的转化)，分离有机层，用水洗涤，并在硫酸钠上干燥。该反应重复三次以上，并将所有粗产物合并在一起。庚烷除去之后，剩余材料在真空下迅速蒸馏而得到含有氯代酮2(1235g，通过GC为约88%)和未反应的顺式-蒎烷醇(99g，约8%)的混合物。2的产率基于加入的顺式-蒗烷醇为74%，或基于反应的顺式-蒎烷醇为80%。氯代酮2进一步经分馏(b.p.86-90。C/l隨)而纯化并且采用光镨数据确认其结构。实施例3氯代酮3将二氧化碳鼓泡通过二氢鸢醇(25g)和水性次氯酸钠(250g)的搅拌混合物中。该反应轻微放热并且由其自身加热到39-42。C。5小时后，将层分离，且将油与稀的水性NaHCO3(500ml)回流蒸馏。才艮据GC，回流蒸馏物(21.8g)含有28.3%(6.2g)的未反应的二氢秀醇和52.2%(13.4g)的氯代酮3。3的产率基于加入的二氢^醇为44%和基于反应的二氢^醇为58%。采用Vigreux柱通过蒸馏将纯氯代酮3从回流蒸馏物中分离出，且其结构由光谱数据确认。实施例4环醚443-52。C下，将二氧化碳鼓泡通过四氢月桂烯醇(200g)和水性次氯化钠4小时。冷却至室温之后，将层分离，且将油与稀的水性NaHC03(2000g)回流蒸馏。根据GC，回流蒸馏物(169g)含有42.5%(71.8g)的未反应的四氢月桂烯醇和31.0%(52.4g)的环醚4。4的产率基于加入的四氢月桂烯醇为27%和基于反应的四氢月桂烯醇为41%。在经过蒸馏和柱层析而纯化之后，环醚4的结构由光语数据确认。实施例5-17环丁烷衍生物5-17下面示意说明的环丁烷衍生物5-17是采用氯代酮2作为起始原料通过下列众所周知的方法得到的。在所有情况中，采用光谱数据(NMR、IR、GC/MS)确i人结构。烷氧基衍生物5、6和8由相应的氯化物通过使它们在50°/。NaOH和相转移催化剂(三乙基丁基氯化铵)存在下与乙醇或甲醇反应获得。通过对曱基苯磺酸催化的氯代酮2与乙二醇的反应而获得氯代缩酉同(chloroketal)7。通过7与金属镁反应并用乙醇/水分解生成的格氏试剂而得到缩酮9。酮10，在化合物5-17中唯一以前已知的化合物，通过9的酸催化脱缩醛反应得到。通过将乙烯基溴化镁加入到相应酮10和2中而得到乙烯醇11和12。通过将曱基溴化镁加入到氯代酮2中而合成氯代醇13。通过醇13的KHSOr催化脱水而得到氯烯烃14。通过由氯化物14得到的格氏试剂与乙醛反应而得到仲醇15。通过醇15的铬酸氧化而得到酮16。通过由氯代缩酮7得到的格氏试剂与丙酮反应，随即采用稀的水性酸处理而得到羟基缩酮17。环丁烷衍生物5-17<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>表1环丁烷衍生物5-12和15-17的气p未特征<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>实施例仅作为举例说明。下列权利要求书对本发明进行定义。权利要求1.一种方法，其包括在有效生成至少一种选自环醚、氯代酮及其混合物的氧化产物的条件下将饱和叔萜烯醇与次氯酸反应。2.根据权利要求1所述的方法，其中薛烯醇选自顺式-蒗烷醇、反式-茱烷醇、二氢鸢醇、四氢月桂烯醇、四氢芳樟醇、2-甲基-异水片、1，3，3-三曱基环己醇、六氢橙花叔醇、四氢红没药醇、四氩泪杉醇及其混合物。3.根据权利要求1所述的方法，其中薛烯醇是顺式-蒗烷醇并且氧化产物包含1-乙酰基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基环丁烷的至少一种立体异构体。4.根据权利要求1所述的方法，其中薛烯醇是反式-蒗烷醇并且氧化产物包含6,9-二曱基-7-氧杂三环[4.3.0.03'9]壬烷的至少一种立体异构体。5.根据权利要求1所述的方法，其中萜烯醇是二氢秀醇并且氧化产物包含6-氯-5-(l-甲基乙基)-2-庚酮的至少一种立体异构体。6.根据权利要求1所述的方法，其中辟烯醇是四氢月桂烯醇并且氧化产物包含2,2-二甲基-5-(l-甲基丙基)四氢呋喃的至少一种立体异构体。7.根据权利要求1所述的方法，其中次氯酸原位制得。8.根据权利要求7所述的方法，其中通过将二氧化碳通入碱金属次氯酸盐或碱土金属次氯酸盐的水溶液或悬浮液而制得次氯酸。9.一种组合物，其包含6-氯-5-(1-甲基乙基)-2-庚酮的至少一种立体异构体。10.—种组合物，其包含1-乙酰基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基环丁烷的至少一种立体异构体。11.一种环丁烷，其是从1-乙酰基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基环丁烷衍生的，除了1-乙酰基-2，2-二甲基-3-乙基环丁烷、pinonylalcohol、蒗酮酸、和蒗酮酸酯。12.根据权利要求11所述的环丁烷，其具有通式结构:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中R是选自Me2C(0H)-、MeC0-、CH尸CH-CMe(OH)-、CH尸CMe-、和2-曱基-1，3-二氧戊环-2-基的单价取代基；和R'是选自C1CH广、Me-、MeOCH广、EtOCH2-、MeCH(OH)CH2-、Me2C(OH)CHr、和MeC(0)CH厂的单价取代基。13.—种香料，包含至少一种权利要求11的环丁烷。14.一种香料，包含至少一种权利要求12的环丁烷。全文摘要可作为香料组合物或中间体使用的环醚或氯代酮是通过在有效促进氧化的条件下将饱和叔萜烯醇与次氯酸反应制得的。反式-蒎烷醇主要产生6，9-二甲基-7-氧杂三环[4.3.0.0<sup>3，9</sup>]壬烷，而顺式-蒎烷醇几乎专门生产1-乙酰基-3-(2-氯乙基)-2，2-二甲基环丁烷、一种用于制备具有令人感兴趣且多样香气的环丁烷衍生物的新型和多功能中间体。文档编号C07C31/27GK101415665SQ200780012562公开日2009年4月22日申请日期2007年3月14日优先权日2006年4月7日发明者B·J·凯尼,M·B·厄尔曼申请人:美礼联专用化学品公司