香烟潜香物质——β-环己烯基异噁唑的合成

冯银茂，吴启童，李有桂

（合肥工业大学化学与化工学院，安徽合肥230009）

β-环己烯基异噁唑化学名称为3-甲基-5-（2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-基）异噁唑[3-methyl-5-（2,6,6-trimethylcyclohex-1-en-1-yl）isoxazole]， 简 称 为 β-环己烯基异噁唑，结构式如图1所示。它是一种香烟潜香物质，具有甜果香、木香和烟草气息，对于改善烟气、提高香烟质量起到很好的作用[1]。其来源于紫罗兰酮，是β-紫罗兰酮的衍生物。由于烟草本身不含此类物质，要获得该物质必须通过人工合成方法获得。迄今为止未见合成此类物质的文献报道。

图1 β-环己烯基异噁唑的结构

本文提供了一种相对较为简单的合成β-环己烯基异噁唑的方法：首先β-紫罗兰酮与羟胺反应生成肟，然后进行关环反应生成目标产物。由于该方法反应条件温和，操作简单，具有放大生产的可能，有很好的应用前景。其合成路线如下：

图2 β-环己烯基异噁唑合成路线

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

ZF-1型台式紫外分析仪（上海驰唐电子有限公司）；RE52型旋转蒸发仪（巩义市予华仪器有限公司）；3B型集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限公司）；SHZ-D型循环水式真空泵（巩义市予华仪器有限公司）；BS124S型电子天平（感量：0.000 1 g，德国Sartorius公司）；超导核磁共振仪（Avance 400 M，德国Bruker公司）；高分辨质谱仪（Waters XEVO G2 Q-TOF）。

β-紫罗兰酮（95%，湖北巨龙堂化学有限公司）；羟胺（AR，安耐吉化学）。

1.2 β-紫罗兰酮肟的合成

在25%的水-乙醇溶液中加入4.04 g（95%，20 mmol）β- 紫罗兰酮和 2.46 g（0.35 mol）盐酸羟胺，然后搅拌下滴加8 mL的碳酸钾溶液（碳酸钾1.38 g/0.01 mol），滴加完毕后，80℃下搅拌反应，TLC跟踪检测，反应约6 h完毕，旋蒸除去乙醇，然后加入20 mL的水，用乙醚萃取（30 mL×3），乙醚溶液用无水硫酸钠干燥，蒸除乙醚得黄色液体3.56 g，产率为86.0%。

1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ 6.50（s,1H）,6.12（s,1H）,2.06（s,3H）,2.01（t,2H）,1.70（s,3H）,1.61（m,2H）,1.46（m,2H）,1.02（s,6H）;13C NMR（400 MHz,CDCl3）δ 165.2,146.5，137.9,130.3,106.4,40.1,34.1,33.3,28.3,28.1,21.7,18.8,15.6。HRMS（ESI）calcd for[C13H21NO]+（[M+H]+）:208.162 7,found 208.162 3.

1.3 β-环己烯基异噁唑的合成

把β-紫罗兰酮肟（2.07 g，10 mmol）溶解于四氢呋喃（50 mL）中，然后滴加碳酸氢钠水溶液（20 mL，1.6 M），避光下搅拌，滴加碘化钾（6.64 g，40 mmol）及碘（3.05 g，12 mmol）的 100 mL水溶液，TLC 跟踪检测，60℃下反应约4 h，反应完毕后加入亚硫酸氢钠饱和溶液（150 mL），乙醚萃取（100 mL×3），乙醚溶液用无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂得棕色目标产物1.54 g，产率为75.1%。

1H NMR （400 MHz,CDCl3）δ 5.8（s,1H）,2.28（s,3H）,2.04（t,2H）,1.68（m,2H）,1.52（m,2H）,1.49（s,3H）,0.93（s,6H）;13C NMR（400 MHz,CDCl3）δ 160.7,158.9,140.8,136.8,100.5,39.6,34.9,32.8,27.7,27.1,20.4,18.7,12.3.

HRMS（ESI）calcd for[C13H21NO]+（[M+H]+）:208.162 7,found 208.162 3.

2 结果与讨论

2.1 β-紫罗兰酮肟的合成

分别考查了反应时间、反应温度等主要反应条件对产率的影响（见表1）。

表1 反应条件对β-紫罗兰酮肟产率的影响Tab.1 Effect of reaction conditions on yield of β-Ionone oxime

从表1可见，反应温度和反应时间对反应都有很大的影响。在时间不变的情况下（6 h），随着反应温度的升高，反应产率增加，但当温度超过80℃后，产率基本不变化；当反应温度保持不变，随着反应时间的延长，反应产率也在增加，但当反应时间超过6 h后，随着反应时间的延长，反应产率基本不变。综上所述，此步反应的最佳反应温度是80℃，反应时间是6 h。

2.2 β-环己烯基异噁唑的合成

分别考查了反应时间、反应温度等主要反应条件对产率的影响（见表2）。

表2 反应条件对β-环己烯基异噁唑产率的影响Tab.2 Effect of reaction conditions on yield of β-cyclohexenyl isoxazole

从表2可见，在时间不变的情况下（4 h），随着反应温度的升高，反应产率增加，当反应温度超过60℃后，产率基本不变；当反应温度保持不变，随着反应时间的延长，开始反应产率增加较快，当反应时间超过6 h后，反应时间对反应的产率影响不大。所以此步反应的最佳反应温度是60℃，反应时间是4 h。

3 结论

本文以β-紫罗兰酮和羟胺为原料，经过两步反应合成了香烟潜香物质——β-环己烯基异噁唑，实验优化了反应条件。产物结构通过1H-NMR、13C-NMR、HRMS进行了表征。该反应条件温和，步骤少，具有放大生产的可能。□