一种降龙涎香醚的合成方法与流程

本发明属于化工合成，具体涉及一种降龙涎香醚的合成方法。

背景技术：

1、降龙涎香醚[(-)-ambrox]是天然龙涎香酊最关键的有效成分之一，具有柔和、持久、稳定的动物型龙涎香香气、温和的木香香韵。合成的降龙涎醚常被用作定香剂，是是天然龙涎香优异代用品之一。此外，降龙涎香醚还可作为食品添加剂使用。

2、目前降龙涎香醚的合成主要有如下2种方法：1)以香紫苏醇为原料，采用过氧化氢(70％)将香紫苏醇的脂肪侧链部分的叔碳羟基氧化成过氧化物，然后cu(oac)2和feso4的催化下降解得到降龙涎醚，该反应虽然步骤短，但是收率却极低，最高为不超多35％。2)以香紫苏内酯为原料，先在溶剂乙醚中和还原剂氢化铝锂试剂发生还原反应，生成降龙涎二醇(-)-ambradiol，然后降龙涎二醇在溶剂吡啶中和磺酰氯的作用下，经脱水环化反应合成降龙涎香醚，该合成反应为2步反应，主要存在有如下缺陷：1)所需还原剂价格昂贵，导致产品成本高，且还原过程完成后进行后处理会产生较多的废液，废液处理难度大；2)所用原料对甲基磺酰氯具有腐蚀性、遇水释放有毒气体等缺点；3)终产品降龙涎香醚收率低、副产物多，分离纯化繁琐且难度大，产品纯度不佳。此外，以上2种方法还存在有分离纯化困难，杂质含量高的问题，而由于降龙涎香醚属于香料成分，1％的杂质足以改变产品的香味类型，从而无法得到纯正了降龙涎香醚的香味。

3、因此，研发一种工艺条件温和、操作简单、污染较小、成本低，收率高、产物分离纯化简单、产品纯度好的降龙涎香醚的合成方法，显得至关重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的的缺陷，提供了一种降龙涎香醚的合成方法，其工艺条件温和、操作简单，收率高、纯度高，且产生的废水废液少，不使用磺酰氯化物，环境污染较小，所采用的还原剂和催化剂价格便宜，原料成本低。。

2、为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

3、一种降龙涎香醚的合成方法，包括如下步骤：

4、将香紫苏内酯溶于有机溶剂中，然后加入催化剂三氯化铝、季铵盐催化剂，然后搅拌条件下至少分3次加入硼氢化钾，控制反应液温度为20-25摄氏度，硼氢化钾首次加料到反应结束的总耗时为2-5h，反应生成降龙涎香醚，得含降龙涎香醚的反应液。

5、作为进一步的技术方案，向含降龙涎香醚的反应液中加入稀硫酸淬灭，调反应液的ph为3-4，保持1h，使催化剂失活，然后滴加碱液，调反应液的ph为5.2-7.5,保持1h(al3+转变为氢氧化铝固体)，待固体析出，过滤(除去析出的氢氧化铝固体)，滤液静置分层，除去水层[除去水溶性的季铵盐催化剂和其他水溶性杂质(主要为原料香紫苏内酯的开环杂质)]，有机溶剂层减压浓缩至干得到降龙涎香醚产品。当滴加碱液调ph值时，如果ph大于7.5时，析出的部分氢氧化铝会再次溶解到溶液中，而当ph小于5.2时，铝盐只能部分转化为氢氧化铝固体析出，部分仍旧溶解于溶液中，这两种情况均会导致水相中溶解有部分al3+，而静置分层过程中，虽然四氢呋喃层与水层实现了分层，但是四氢呋喃层中仍旧会存在极少量的水，从而导致al3+无法去除彻底，导致产品中有些许的al3+残留；而本发明通过严格限制滴加碱液后，反应液的ph为5.2-7.5，其能够促使al3+转变为氢氧化铝固体析出，从而降低水相中al3+的含量，降低产品中al3+的残留，提高产品的纯度。

6、作为进一步的技术方案，所述稀硫酸的质量浓度为20％；

7、所述碱液采用质量浓度为20％的氢氧化钠水溶液。

8、作为进一步的技术方案，所述香紫苏内酯与硼氢化钾总量的摩尔比为1:1-9；优选1:3-5；

9、作为进一步的技术方案，相邻两次硼氢化钾的加料时间间隔为0.3-0.7h(优选0.5h)；

10、硼氢化钾前2次的加料量均为硼氢化钾总量的1/5-1/3；

11、硼氢化钾最后1次的加料量为硼氢化钾总量的1/1-3/5。

12、作为进一步的技术方案，所述硼氢化钾分3次加入，第一次加入总量1/5-1/3的硼氢化钾,加入后保持0.5h，然后第二次再加入总量的1/5-1/3的硼氢化钾,，加入后保持0.5h，然后第三次加入剩余的硼氢化钾，加入后保持2h，至香紫苏内酯含量≤0.1％。

13、作为进一步的技术方案，紫苏内酯与三氯化铝的摩尔比为1:0.5-1.5；优选1:1-1.2；

14、作为进一步的技术方案，所述季铵盐催化剂的添加量为香紫苏内酯的2.5-4.0wt％。

15、作为进一步的技术方案，所述季铵盐催化剂包括四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵中的一种或几种，优选四丁基溴化铵或苄基三乙基氯化铵。

16、作为进一步的技术方案，所述有机溶剂为苯、甲苯、氯苯、乙苯、二甲苯、乙腈、四氢呋喃、二氧六环、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或多种；优选四氢呋喃或甲苯。

17、本发明的合成路线如下：

18、

19、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

20、1、本发明以微生物发酵法制备的香紫苏内酯为原料进行降龙涎香醚的合成，其原料来源方便，易于获得，纯度高，副产物少。

21、2、本发明以香紫苏内酯为原料，在氯化铝催化剂和季铵盐催化剂的作用下，以硼氢化钾作还原剂，经一步还原反应生成降龙涎香醚，其反应条件温和，合成过程不需要进行先开环再环化的分步反应，缩短了反应步骤，降低了副反应的发生，提高了反应收率及纯度，其相较于传统技术而言，反应步骤短、反应收率高、分离纯化简单、产品纯度好，且所用催化剂和还原剂价格低、降低了原料成本，废水废液少，反应过程中不使用磺酰氯化物，环境污染小，此外，本发明还具有操作简单、易于工业化生产的特点。

22、3、本发明通过对催化剂和还原剂进行筛选，通过添加季铵盐催化剂、以及控制反应过程中的温度及还原剂的加入方式多项措施共同作用，来避免合成过程中香紫苏内酯的内酯环的开环，使香紫苏内酯经一步还原生成降龙涎香醚成为可能，上述措施缺一不可，此外本发明季铵盐催化剂还能够在较低的温度下促进一步还原反应的反应平衡向正向进行，极大的提高了反应的收率，而较低的温度又能够降低副反应的发生，提高反应纯度。

23、4、由于采用硅藻土对氯化铝的选择吸附性较差，因此本发明采用在酸淬灭后采用碱调反应液ph为5.2-7.5，通过控制溶液ph的方式促使氯化铝最终转化为氢氧化铝固体析出，并采用过滤的方式除去铝，从而实现了产品的分离纯化，简化了降龙涎香醚分离纯化步骤，降低了产品的铝残留，提高了降龙涎香醚的纯度。

24、5、虽然四氢呋喃与水两者虽是相溶的，但是，当反应生成降龙涎香醚，降龙涎香醚溶于四氢呋喃层即可实现四氢呋喃层与水层的分层，因此，本发明采用通过静置分层的方式除去水相中的季铵盐催化剂及其他水溶性杂质，简化了降龙涎香醚分离纯化步骤，提高了降龙涎香醚的纯度。

25、综上，本发明以香紫苏内酯为原料，在氯化铝催化剂和季铵盐催化剂的作用下，以硼氢化钾作还原剂，经一步还原反应生成降龙涎香醚，其工艺条件温和、收率高、产品纯度好、原料成本低、污染小，易于工业化。