硅钨酸催化合成二氢猕猴桃内酯

2023/12/25 9:06:07

背景技术

二氢猕猴桃内酯(dihydroactinidiolide)是从猕猴桃属木天蓼(Actinidia polygama)、茶叶及烟草等植物中分离得到的一种天然产物,是茶叶和烟草香气的重要成分。二氢猕猴桃内酯已广泛应用于食品工业和卷烟工业,但由于天然来源缺乏,合成条件苛刻,其用量一直受到限制。目前合成二氢猕猴桃内酯的方法主要有:①利用光化学反应以β-紫罗兰酮或β-紫罗兰醇为原料合成;②由香叶醇溴化、苯磺酰化、羧基化、环化和脱苯磺酰基合成;③由柠檬醛环化、羟腈化、脱水和水解闭环合成;④β-环高柠檬醛经间氯过氧苯甲酸氧化合成。这4种方法都各有缺点,如前3种或反应条件苛刻,或反应产物复杂难以提纯精制,第4种方法虽较简单,但存在重复性差等问题。但东明等以β-紫罗兰酮为原料,先通过臭氧反应,Darzen缩合反应得到环高柠檬醛,再采用对氯过氧苯甲酸将环高柠檬醛氧化成二氢猕猴桃内酯。该路线实际上是方法①和方法④的组合,总收率仅为33.5%。

二氢猕猴桃内酯

在该合成路线中,从原料β-紫罗兰酮到化合物(Ⅲ)是一个典型的Baeyer-Villiger氧化反应,采用过氧乙酸作为氧化剂和催化剂;烯醇酯在碱性条件下水解得到化合物(Ⅳ),然后再采用对氯过氧苯甲酸作氧化剂将环高柠檬醛(Ⅳ)氧化成二氢猕猴桃内酯(I)。针对该合成路线中存在的合成步骤较多,中间产物需要分离,操作复杂等问题,本文欲选用杂多酸作催化剂。在杂多酸中,硅钨酸的酸性较强。且在固态和溶液中都具有稳定均一的keggin结构。与过氧乙酸相比,硅钨酸作为酸性催化剂,具有催化活性高、选择性好、反应条件温和、 腐蚀性小等优点。因此,进行了以硅钨酸作催化剂,过氧乙酸为氧化剂改进上述合成路线试验,旨在提高合成二氢猕猴桃内酯[I]的产率。

β-紫罗兰酮合成二氢猕猴桃内酯的路线

合成方法

搅拌下,在150mL三颈瓶中加入10.0g β-紫罗兰酮、40mL冰乙酸与1g硅钨酸,三颈瓶置于35-40℃水浴中,滴加40mL过氧乙酸,滴毕,继续搅拌6h;将反应混合物倒入烧杯中,用饱和碳酸钠溶液中和至pH=7,静置分层,分出油层。水层用乙醚萃取,萃取液并入油层。油层常压蒸馏除去乙醚后减压蒸馏。收集180~185℃/5kPa馏分,得到5g淡黄色油状液体,即合成产物二氢猕猴桃内酯,产率53.9%。

参考文献

[1]黄敏,潘美贞,贾惠芳,等. 硅钨酸催化合成二氢猕猴桃内酯[J]. 烟草科技,2009(12):26-29. DOI:10.3969/j.issn.1002-0861.2009.12.007.

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