阅读说明：本技术 一种化合物的合成工艺 (Synthesis process of compound ) 是由 郭兴永 王锦华 于 2018-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明属于香料香精化学合成技术领域,具体涉及合成名贵香料麝香酮的关键中间体,14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯的工业化合成工艺,该合成工艺以环十二酮为起始原料,在碱性条件下,先与异丁烯基氯发生亲核取代反应,生成2-异丁烯基环十二酮；然后在固体杂多酸催化剂的催化下,进行气相环化,直接得到14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯。本发明提供的合成工艺的主要优点为：合成路线简捷、总产率高、对环境友好,易于实现工业化生产；其中杂多酸催化的气相关环生产工艺,不需要反应溶剂,几乎不产生废水与废气,催化剂可以循环使用,原料转化率高,产物纯度高。(The invention belongs to the technical field of chemical synthesis of flavors and fragrances, and particularly relates to an industrial synthesis process of 14-methylbicyclo [10.3.0] -1, 13-pentadecadiene, which is a key intermediate for synthesizing rare flavor muscone, wherein cyclododecanone is taken as a starting raw material, and nucleophilic substitution reaction is firstly carried out on the cyclododecanone and isobutenyl chloride under alkaline conditions to generate 2-isobutenyl cyclododecanone; then gas phase cyclization is carried out under the catalysis of a solid heteropoly acid catalyst to directly obtain 14-methyl bicyclo [10.3.0] -1, 13-pentadecadiene. The synthesis process provided by the invention has the main advantages that: the synthesis route is simple, the total yield is high, the method is environment-friendly, and the industrial production is easy to realize; the gas phase ring-closing production process catalyzed by heteropoly acid needs no reaction solvent, hardly produces waste water and waste gas, can recycle the catalyst, and has high raw material conversion rate and high product purity.)

一种化合物的合成工艺

技术领域

本发明属于香料香精化学合成技术领域，具体涉及一种新的工业化生产14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯的合成工艺，该化合物是合成名贵香料麝香酮的关键中间体。

背景技术

麝香酮(Muscone，式1)，化学名称为3-甲基环十五烷酮，是天然麝香的主要成分，具有浓郁的、令人愉悦的麝香香气。麝香酮不仅是一种名贵的香料，而且具有开窍醒神、活血止痛、抗痴呆、抗脑缺血、抗炎等多种药理作用(冯巧巧；刘军田食品与药品2015,17,212)。麝香酮虽然广泛应用于香精香料领域与医药领域，然而其天然来源极其有限，而且价格昂贵，不能满足人们的需要。因此，研究麝香酮的人工合成具有重要的现实意义。

合成麝香酮的关键是十五元环的构建，14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯(14-methylbicyclo[10,3,0]pentadec-1,13-diene，式1)是合成麝香酮的关键中间体。目前，文献报道的合成14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯主要是采用两种方案对环十二酮进行扩环。

(1)以环十二酮为原料，先与异丁烯基氯发生反应生成2-异丁烯基环十二酮，再经臭氧还原水解得到2-(2-丙酮基)-环十二酮，然后发生分子内羟醛缩合反应，接着与甲基格氏试剂反应，最后在酸性条件下发生消除反应，制得14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯(Baumann,M Patent DE 2916418A1,1979,4,23.Mahaim,C.J.Patent EP 381964A1,1990,1,18.)。

(2)以环十二酮为原料，先与异丁烯基氯发生反应生成2-异丁烯基环十二酮，然后在氧化铝或氧化硅的催化下，直接进行气相关环，得到14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯(Schelper,M.；Stock,C.；Ebel,K.；Teles,J.H.；Pelzer,R.Patent US20120088935A1,2013,10,22.刘锡玲,张叶明,专利,CN 101624326B,2012,9,5.)。

虽然关于合成14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯的研究已一些报道，但现有方法存在成本较高、操作复杂、路线冗长等问题，难以实现工业化生产。因此，工业化生产14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯的合成工艺研究，是目前解决麝香酮的工业化生产的关键问题，具有巨大的应用价值。

发明内容

针对解决麝香酮的工业化生产的关键问题，本发明提供了一种合成路线简捷、总产率高、对环境友好的工业化生产14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯的合成工艺。该合成工艺以环十二酮(式2中标注为1)为起始原料，在碱性条件下，先与异丁烯基氯(式2中标注为2)发生亲核取代反应，生成2-异丁烯基环十二酮(式2中标注为3)；然后在固体杂多酸催化剂的催化下，进行气相环化，直接得到14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯。本发明采用的14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯的具体合成路线参见式2。

本发明旨在提供一种工业化生产14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯的合成工艺，包括如下步骤：

(1)制备2-异丁烯基环十二酮

在反应釜中加入环十二酮与甲苯，搅拌溶解，然后加入相转移催化剂和氢氧化钠水溶液，搅拌均匀后，滴加异丁烯基氯，加热搅拌反应，GC监测反应，反应结束后，分液，有机相用稀盐酸洗至中性，然后用饱和NaCl水溶液洗涤，回收甲苯与未反应的环十二酮，将残余的有机相送入精馏釜，精馏制得2-异丁烯基环十二酮；

(2)制备14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯

将固体杂多酸催化剂装入气相反应器中，氮气吹扫下，加热至230℃，然后减压，将2-异丁烯基环十二酮送入气相反应器，继续在230-300℃下加热反应，反应气进入冷却塔冷却，精馏得到14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯；

本发明提供的合成工艺的主要优点为：路线简捷、总产率高、对环境友好，易于实现工业化生产；其中杂多酸催化的气相关环生产工艺，不需要反应溶剂，几乎不产生废水与废气，催化剂可以循环使用，原料转化率高，产物纯度高。

具体实施方式

实施例1

制备2-异丁烯基环十二酮

在反应釜中加入环十二酮(364Kg,2000mol)与甲苯(200L)，搅拌溶解，然后加入相转移催化剂TEBA(9.1Kg,40mol)和50％氢氧化钠水溶液(480Kg,6000mol)，搅拌均匀，滴加异丁烯基氯(198Kg，2200mol)，将反应体系加热到80℃，继续搅拌反应，GC监测反应，当环十二酮的含量低于10％时停止反应。分液。有机相用10％盐酸洗至pH为7，然后用饱和NaCl水溶液洗涤，回收甲苯与未反应的环十二酮，将残余的有机相送入精馏釜，精馏制得2-异丁烯基环十二酮(331Kg，产率70％)。

实施例2

制备14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯

将固体杂多酸催化剂磷钨酸(11.5Kg,4mol)装入直径0.16米，长度5米的气相反应器中，在氮气吹扫下，将气相反应器加热至230℃，然后减压使气相反应器内压力为30mmHg，用定量泵将2-异丁烯基环十二酮(47Kg,200mol)，以6.0Kg/h的速度，送入气相反应器中，继续维持在230-300℃下反应，反应结束后，反应气进入冷却塔冷却，冷却后的混合液送入精馏釜，精馏得到14-甲基双环[10.3.0]-1,13-十五碳二烯(39Kg，产率90％，转化率99％，纯度95％)。固体杂多酸催化剂磷钨酸继续循环使用6次。

表1催化剂循环使用对转化率与产率的影响