專利名稱：從環(huán)十二酮反應(yīng)中獲得高純度麝香酮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過分子蒸餾技術(shù)分離純化環(huán)十二酮反應(yīng)中間體和終產(chǎn)物，規(guī)?；@得高純度麝香酮的方法，屬于人工合成麝香酮的精制加工技術(shù)。
背景技術(shù)
磨香最早記載在公元前5世紀(jì)時的猶太法典《塔木德經(jīng)》(Talmud, Brachot 43)中，麝香作為一種源自動物的香料被提及。天然麝香在藥物和香料工業(yè)中用途非常廣泛，其來源是一種生活于西藏地區(qū)的雄性磨鹿(Moschus moschiferus L.)腺體分泌。由于麝鹿匱乏，通過獵殺麝鹿提取麝香非常困難，獲取一公斤麝香需犧牲30 到50只麝鹿，因此百年來化學(xué)家對麝香的研究非常關(guān)注。1906年Walbaum分離出天然麝香的主要成分一大環(huán)內(nèi)脂類化合物，1926年Ruzicka確定其分子結(jié)構(gòu)為3-甲基環(huán)十五酮(磨香酮)，1951年Stallberg-Stenhagen和Ark Kemi首次合成了磨香酮，之后麝香酮新合成技巧不斷出現(xiàn)，概括起來其合成方法主要通過三條途徑實現(xiàn) 'I' α, ω-雙官能團(tuán)化合物的分子內(nèi)關(guān)環(huán)，(2)環(huán)十五烷酮的甲基化，⑶環(huán)十二烷酮擴(kuò)環(huán)。 α，ω-雙官能團(tuán)化合物的分子內(nèi)關(guān)環(huán)途徑研究非常熱門，但合成步驟長、產(chǎn)率低等問題仍然沒有得到徹底解決；環(huán)十五烷酮的甲基化途徑理論上有重要意義，但環(huán)十五烷酮價格偏高，實際應(yīng)用仍然受到限制；環(huán)十二烷酮擴(kuò)環(huán)途徑中環(huán)十二烷酮的價格較為便宜，在工業(yè)化生產(chǎn)麝香酮方面有一定的發(fā)展前景。由于麝香酮作為藥用和香料用途的大量需求和純度要求的特殊性，探索簡單、經(jīng)濟(jì)地的環(huán)十二酮反應(yīng)，并從中獲得高純度麝香酮，是合成麝香酮走向工業(yè)化的關(guān)鍵。
分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法，這時蒸氣分子的平均自由程大于蒸發(fā)表面與冷凝表面之間的距離，從而可利用料液中各組分蒸發(fā)速率的差異，對液體混合物進(jìn)行分離。當(dāng)液體混合物沿加熱板流動并被加熱，輕、重分子會逸出液面而進(jìn)入氣相，由于輕、重分子的自由程不同，因此，不同物質(zhì)的分子從液面逸出后移動距離不同，若能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置一塊冷凝板，則輕分子達(dá)到冷凝板被冷凝排出，而重分子達(dá)不到冷凝板沿混合液排出。 這樣，達(dá)到物質(zhì)分離的目的。在沸騰的薄膜和冷凝面之間的壓差是蒸汽流向的驅(qū)動力，對于微小的壓力降就會引起蒸汽的流動。在Imbar下運(yùn)行要求在沸騰面和冷凝面之間非常短的距離，基于這個原理制作的蒸餾器稱為短程蒸餾器。
短程蒸餾器是一個工作在廣0· OOlmbar壓力下熱分離技術(shù)過程，它較低的沸騰溫度，非常適合熱敏性、高沸點物。其基本構(gòu)成帶有加熱夾套的圓柱型筒體，轉(zhuǎn)子和內(nèi)置冷凝器；在轉(zhuǎn)子的固定架上精確裝有刮膜器和防飛濺裝置。內(nèi)置冷凝器位于蒸發(fā)器的中心，轉(zhuǎn)子在圓柱型筒體和冷凝器之間旋轉(zhuǎn)。短程蒸餾器由外加熱的垂直圓筒體、位于它的中心冷凝器及在蒸餾器和冷凝器之間旋轉(zhuǎn)的刮膜器組成。
蒸餾過程是物料從蒸發(fā)器的頂部加入，經(jīng)轉(zhuǎn)子上的料液分布器將其連續(xù)均勻地分布在加熱面上，隨即刮膜器將料液刮成一層極薄、呈湍流狀的液膜，并以螺旋狀向下推進(jìn)。在此過程中，從加熱面上逸出的輕分子，經(jīng)過短的路線和幾乎未經(jīng)碰撞就到內(nèi)置冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，通過位于蒸發(fā)器底部的出料管排出；殘液即重分子在加熱區(qū)下的圓形通道中收集，再通過側(cè)面的出料管中流出。
分子蒸餾技術(shù)在精細(xì)化工、醫(yī)藥、香料等行業(yè)中可用于碳?xì)浠衔?、原油及類似物的分離，表面活性劑的提純及化工中間體的制備，羊毛脂及其衍生物的脫臭、脫色；塑料增塑劑、穩(wěn)定劑的精制以及硅油、石蠟油、高級潤滑油的精制等。在天然產(chǎn)物的分離上，許多芳香油的精制提純，都應(yīng)用分子蒸餾而獲得高品質(zhì)精油
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種從環(huán)十二酮反應(yīng)中獲得高純度麝香酮的方法，主要通過純化環(huán)十二酮反應(yīng)的中間體α-異丁基環(huán)十二酮和環(huán)戊基環(huán)十五醇，用分子蒸餾方法分離提純目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，得到高純度的麝香酮。
如圖1所示，本發(fā)明所述環(huán)十二酮反應(yīng)，包括以下步驟(I)環(huán)十二酮α-位引入一個異丁基結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈得到α-異丁基環(huán)十二酮；⑵碘化亞釤(SmI2)處理α -異丁基環(huán)十二酮得到環(huán)戊基環(huán)十五醇； (3)環(huán)戊基環(huán)十五醇的稠合鍵經(jīng)自由基反應(yīng)斷裂后，形成環(huán)十五酮；⑷環(huán)十五酮還原得到目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，即dl-3-甲基環(huán)十五酮。
該反應(yīng)的特征在于優(yōu)點il·環(huán)十二酮價廉易得；(3 —位引進(jìn)一個異丁基結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，其擴(kuò)環(huán)特別適用于合成麝香酮；(3) α-異丁基環(huán)十二酮，其特征是在氫化鈉(NaH)作用下，環(huán)十二酮與異丁基化合物反應(yīng)，在α-位引入一個異丁基結(jié)構(gòu)所得的化合物異 丁基化合物，其特征主要為鹵化物，如氯化異丁基。
為了提高目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮的純度，本發(fā)明在環(huán)十二酮反應(yīng)過程中純化了環(huán)十二酮反應(yīng)的中間體α -異丁基環(huán)十二酮和環(huán)戊基環(huán)十五醇，使其純度達(dá)到99. 0%，最后用分子蒸餾方法進(jìn)一步分離提純目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，獲得了純度超過99. 5%的麝香酮，用于醫(yī)藥、香料等用途。
環(huán)十二酮反應(yīng)過程的中間體α-異丁基環(huán)十二酮和環(huán)戊基環(huán)十五醇，其特征采用 2^4級刮膜式分子蒸餾法分離純化，其技術(shù)方案如下(1)蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)面與冷凝面之間間距為5 40cm，(2)真空壓力為O.01 20 mbar,(3)蒸發(fā)溫度為40 300V，⑷冷卻溫度-2(T80°C， 攪拌速率為50 1000 rpm。
環(huán)十二酮反應(yīng)過程的目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，常包含少量的3-甲基十五環(huán)烯酮、4-甲基十五環(huán)烯酮等雜質(zhì)，采用21級刮膜式分子蒸餾法分離提純，技術(shù)方案如下I采用多級刮膜式蒸餾設(shè)備進(jìn)行分離，包括刮膜式蒸發(fā)器、分子蒸餾器和兩級混合蒸餾器，⑵蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)面與冷凝面之間間距為5 40cm，(3)真空壓力為O. OOl 10 mbar,⑷蒸發(fā)溫度為20 200 V，(5)冷卻溫度-3(T20(TC，(8)攪拌速率為50 1000 rpm。
本發(fā)明的優(yōu)點⑴分離提取的純度高，目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮純度超過了 99. 5% ；⑵工藝簡單，分離提取過程只是反復(fù)蒸餾過程，對環(huán)境無污染；(3)分離純化過程不適用有機(jī)溶劑，目標(biāo)產(chǎn)物沒有有機(jī)溶劑殘留，適合醫(yī)療、藥品、食品、呑料、化妝品等用途；4'分子蒸餾中增加了刮膜處理，加快了分離提取速度，適合規(guī)?；a(chǎn)。


圖1為麝香酮的環(huán)十二酮擴(kuò)環(huán)法合成線路。I為環(huán)十二酮，2為α -異丁基環(huán)十二酮，3為溴化α-異丁基環(huán)十二酮，4為碘化α-異丁基環(huán)十二酮，5為環(huán)戊基環(huán)十五醇，6為 3-甲基，5碘環(huán)十五酮，TM為目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮(dl-3-甲基環(huán)十 五酮)。NaH為氫化鈉，HBr 為溴化氫，KI為碘化鉀，SmI2為碘化亞釤，THF為四氫呋喃，HMPA為六甲基磷酰三胺，HgO為氧化汞，I2為碘，Bu3SnH為三丁基錫氫，AIBN為偶氮二異丁腈。
權(quán)利要求
1.從環(huán)十二酮反應(yīng)中獲得高純度麝香酮的方法，其特征是純化環(huán)十二酮反應(yīng)的中間體α -異丁基環(huán)十二酮和環(huán)戊基環(huán)十五醇，并采用分子蒸餾方法分離提純目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，得到高純度的麝香酮。
2.權(quán)利要求1所述中間體α-異丁基環(huán)十二酮和環(huán)戊基環(huán)十五醇，其特征采用2 4級刮膜式分子蒸餾法分離純化，技術(shù)方案如下 (O蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)面與冷凝面之間間距為f20cm， (2)真空壓力為O.Ol 20 mmHg, (3)蒸發(fā)溫度為40 200°C, (4)冷卻溫度-2(T80°C， (5)攪拌速率為50 1000rpm。
3.權(quán)利要求2所述中間體α-異丁基環(huán)十二酮和環(huán)戊基環(huán)十五醇，其特征是經(jīng)分子蒸餾法分離純化后，純度大于99. 0%。
4.權(quán)利要求1所述目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，其特征采用21級刮膜式分子蒸餾法分離提純，技術(shù)方案如下 (1)采用多級刮膜式蒸餾設(shè)備進(jìn)行分離，包括刮膜式蒸發(fā)器、分子蒸餾器和兩級混合蒸餾器； (2)蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)面與冷凝面之間間距為f20cm， (3)真空壓力為O.001 10 mmHg, (4)蒸發(fā)溫度為10 100°C, (5)冷卻溫度-3(T50°C， (6)攪拌速率為50 1000rpm ο
5.權(quán)利要求4所述目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，其特征是經(jīng)分子蒸餾法分離提純后，純度大于99. 5%。
6.權(quán)利要求5所述目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，其特征包括消旋麝香酮和光學(xué)活性麝香酮，含R-構(gòu)型或S-構(gòu)型。
7.權(quán)利要求6所述目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，其特征是可進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，作為醫(yī)療、藥品、食品、香料、化妝品用途。
8.權(quán)利要求1所述環(huán)十二酮反應(yīng)，其特征包括以下步驟 (1)環(huán)十二酮α-位引入一個異丁基結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈得到α-異丁基環(huán)十二酮； (2)碘化亞釤處理α-異丁基環(huán)十二酮得到環(huán)戊基環(huán)十五醇； (3)環(huán)戊基環(huán)十五醇的稠合鍵經(jīng)自由基反應(yīng)斷裂后，形成環(huán)十五酮； (4)環(huán)十五酮還原得到目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，即dl-3-甲基環(huán)十五酮。
9.權(quán)利要求8所述α-異丁基環(huán)十二酮，其特征是在氫化鈉作用下，環(huán)十二酮與異丁基化合物反應(yīng)，在α-位引入一個異丁基結(jié)構(gòu)所得的化合物。
10.權(quán)利要求9所述異丁基化合物，其特征主要為鹵化物，如氯化異丁基。
全文摘要
本發(fā)明公開了通過純化環(huán)十二酮反應(yīng)的中間體α-異丁基環(huán)十二酮和環(huán)戊基環(huán)十五醇，采用分子蒸餾方法分離提純目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮，得到高純度的麝香酮的方法。中間體α-異丁基環(huán)十二酮和環(huán)戊基環(huán)十五醇是采用2~4級刮膜式分子蒸餾法分離純化。目標(biāo)產(chǎn)物麝香酮采用2~8級刮膜式分子蒸餾法分離提純，技術(shù)方案如下(1)采用多級刮膜式蒸餾設(shè)備進(jìn)行分離，包括刮膜式蒸發(fā)器、分子蒸餾器和兩級混合蒸餾器；(2)蒸餾設(shè)備的蒸發(fā)面與冷凝面之間間距為1~20cm；(3)真空壓力為0.001~10mmHg;(4)蒸發(fā)溫度為10~100℃；(5)冷卻溫度-30~50℃；(6)攪拌速率為50~1000rpm，其純度超99.5%。本發(fā)明制備的麝香酮可作為醫(yī)療、藥品、食品、香料、化妝品用途。
文檔編號C07C49/385GK103012096SQ20111028064
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者楊俊 , 邱培勇, 袁會峰, 梁會娟, 盧光洲, 李斌, 閆福林 申請人:新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院