藏红花酸乙酯的制备新工艺

徐初培

(厦门欧米克生物科技有限公司，福建 厦门 361000)

藏红花酸乙酯又称作脱氢环香叶酸乙酯，由α、β、γ 三种异构体组成[1]，具有橘油、苹果、玫瑰和突厥酮的香型，香气具有很强的穿透力和渗透性，广泛应用于玫瑰香型的日化香精配方中，即使含量很低也能起到强的穿透效果。藏红花酸乙酯除了作为日化香原料直接用于日化香精的调配外，还可作为藏红花醛、突厥烯酮和脱落酸的前体化合物[2]。藏红花酸乙酯的合成方法不多，主要有以下3 种：1）以乙酰乙酸乙酯与异丙叉丙酮为原料的环化合成法，即目前工业生产所采用的方法，一般二者环化采用ZnCl2为催化剂[3-6]。1962 年，HARRY RUBINSTE 报道可采用三氟化硼乙醚作为环化催化剂[7]；2）以乙位环香叶酸乙酯为原料，经过环氧化、开环、消除，得到藏红花酸乙酯[8]；3）以甲位环香叶酸乙酯为原料，经过氧化、水解、消除，得到藏红花酸乙酯[9]。

基于藏红花酸乙酯优异的商业应用价值，我们开发了一种简洁、廉价、具有工业化应用前景的合成工艺，以乙酰乙酸乙酯和异丙叉丙酮为原料，经过有机碱吡咯烷催化的罗宾森环化、Luche 还原、对甲苯磺酸脱水等三步反应，高效、便捷地制备得到藏红花酸乙酯。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

仪器：Agilent7890B 气相色谱仪，GCMS-QP2010 Ultra 气-质联用仪。

试剂：乙酰乙酸乙酯、异丙叉丙酮(均为市售分析纯)。吡咯烷、环己烷、硼氢化钠、七水合氯化铈、NaHCO3、乙醇、硫酸(均为市售化学纯)。

1.2 合成路线

1.3 实验方法

1.3.1 乙氧羰基异佛尔酮(3)的合成

500mL 的反应瓶中装好磁转子和恒压滴液漏斗，向反应瓶中加入124g 乙酰乙酸乙酯和80g 异丙叉丙酮，混合液加热至90～100℃。随后从恒压滴液漏斗中滴加吡咯烷32g 至反应瓶中，滴毕保持反应液回流21h。随后稍降温，再加入乙酰乙酸乙酯20g, 回流至GC 显示乙氧羰基异佛尔酮(3)的含量几乎不再变化。降温，粗品蒸馏，回收得到异丙叉丙酮(2)40g，蒸出沸点为89～95℃（133Pa）的乙氧羰基异佛尔酮(3)的粗品122g。粗品用柱层析分离（乙酸乙酯∶环己烷=1∶5）， 得产品77g，GC 含量为94%，收率为89%（按回收异丙叉丙酮计）。

1.3.2 羟基环香叶酸乙酯(4)的合成

往装有温度计的1L 反应瓶中加入乙氧羰基异佛尔酮(3)77g，再加入乙醇700g，CeCl3·7H2O 27g，开启搅拌，往其中加入NaBH4水溶液(7.3g 的NaBH4溶于154g 含催化量NaOH 的水)，控制反应液温度在28～32℃，30min 加完。之后保持此温度，搅拌2h。取样检测，若原料消耗完全，往其中滴加30%的硫酸溶液淬灭至pH=4～5。减压浓缩除去乙醇，加入乙酸乙酯萃取(3×100mL)，合并有机相，减压浓缩，得反应粗品77.7g，直接投入下一步反应。

1.3.3 藏红花酸乙酯(5)的合成

在装好回流分水器、冷凝管、温度计和磁转子的反应瓶中，加入1.3.2 得到的粗品，环己烷200g，对甲苯磺酸7g，加热回流5h，至原料转化完全，无水分出时停止反应。降温，往反应瓶中加入饱和NaHCO3中和，清水洗涤，油相减压蒸馏，收集沸点为 94～98℃/1.13kPa 的馏分50g，3 个异构体的含量之和为93.6%，两步收率为70%。

1.3.4 检测方法

色谱分析条件：进样口温度250℃，程序升温：起始温度70℃，保持3min，之后以5℃·min-1升温至230℃。高纯氮作载气(纯度≥99.99%)，流量1 mL·min-1。进样量0.2μL，分流比50∶1。采用面积归一法定量。

柱条件：30m×320μm×0.25μm 的毛细管柱(HP-5)和30m×250μm×0.25μm 的毛细管柱(DBWAX)。

质谱条件：接口温度250℃，离子源(EI)电压350V，温度200℃，发射电流150 mA。扫描时间0.3s·次-1，扫描范围15～500 amu，扫描速度：1666。检测器增益0.9 kV，溶剂延迟时间0.2 min。

2 结果与讨论

本文着重研究了第一步罗宾森环化反应，探讨了在不同有机碱的催化下的环化反应效果，实验结果见表1。从表1 的实验结果可知，只有在吡咯烷和L-脯氨酸的催化下，才能够发生罗宾森环化反应，其他的有机碱哌啶、吡啶、吗啡啉、三乙胺几乎没有催化效果。

以有机碱吡咯烷、哌啶和吗啡啉作为催化剂时，得到的副产物是与乙酰乙酸乙酯反应形成的酰胺6、7 和8。

表1 不同有机碱催化乙酰乙酸乙酯与异丙叉丙酮的罗宾森环化反应效果

第三步脱水消除得到的产物，与外来标准样品进行了比较，比例和含量基本与标样吻合。

3 结论

从乙酰乙酸乙酯和异丙叉丙酮出发，以有机碱吡咯烷为催化剂，进行罗宾森环化反应，之后经Luche 还原、对甲苯磺酸催化脱水等反应，可简便、高效地得到藏红花酸乙酯。该工艺的反应收率高，环化的化学选择性较好，未采用传统工艺的氯化锌为催化剂，减少了废水的产生，降低了对设备的腐蚀，是一种适合工业化生产的工艺。