[发明专利]一种3,4‑环氧环己烷基甲缩醛二醇及其合成方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇及其合成方法和用途。

背景技术

在香料行业中，甲基香兰素是用量最大的合成香料，甲基异香兰素也是一种重要的合成香料，它们是构成许多食品香精与日用香精的主要成分；乙基香兰素乙基异香兰素异丙基香兰素苯基香兰素等它们均具有甲基香兰素的香气，香气比甲基香兰素更浓烈。与此同时，甲基香兰素、甲基异香兰素及其甲氧基取代物又是精细有机化工行业重要的合成中间体，由它们出发，可以合成无数与人类生活密切相关的精细化学品，是医药、农药产业中不可或缺的合成中间体。

甲基香兰素的工业制备方法，主要是采用以愈创木酚、乙醛酸为原料经扁桃酸中间体的合成路线。甲基香兰素主要生产企业嘉兴市中华化工有限责任公司在中国专利公开号为CN 101712605A的专利申请中公开了一种用愈创木酚和乙醛酸经过缩合、氧化和脱羧的新工艺合成甲基香兰素的方法。中国专利公开号为CN102010310A的专利申请公开了一种类似的生产工艺路线，同样经历了愈创木酚与乙醛酸的缩合、扁桃酸中间体氧化和脱羧处理等工序。这条路线的主要缺点是，愈创木酚、乙醛酸相对价昂，外购不经济，须企业自己配套；其制造过程所产生的废水量极大，污水处理费用高，因此造成投资费用高。

另外，合成原料的选择对香兰素的合成也起着重要作用，选择良好的原料进行合成香兰素不仅能够降低投入成本及废料排放，还能提高合成效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇及其合成方法，该3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇能够应用于多种香兰素和异香兰素的合成，并且与现有合成方法相比，该合成方法步骤简单，三废排放量少。

为了实现上述目的，本发明提供一种通式为式I的3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇，

其中，R为选自C1-C10支链和直链烃类中的一种。

优选地，根据本发明的3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇，其中，所述R为选自C1-C6支链和直链烃类中的一种。

优选地，根据本发明的3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇，其中，所述R为选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和环己基中的其中一种。

本发明还提供一种所述3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇的合成方法，该方法包括：a、将3-环己烯-1-甲醛与外加醇进行醛保护反应，得到式II所示的3-环己烯-1-甲缩醛二醇；

b、将步骤a所得的3-环己烯-1-甲缩醛二醇与氧源在环氧化溶剂中在环氧化催化剂的作用下进行环氧化反应，得到式I所述3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇。

优选地，根据本发明的方法，其中，步骤b中所述氧源为选自氧气、空气、双氧水和有机过氧化氢中的至少一种；所述环氧化催化剂为选自钛硅分子筛、杂多酸和羰基钼中的至少一种；所述环氧化溶剂为选自醇类、腈类、卤代烃、酯类、烃类和酮类中的至少一种；所述3-环己烯-1-甲缩醛二醇、氧源、环氧化催化剂和环氧化溶剂的重量之比为1：(0.005-20)：(0.001-1)：(0.05-20)，更优选为1：(0.01-10)：(0.01-1)：(0.1-9)；所述环氧化反应的温度为30-150℃，更优选为40-100℃。

优选地，根据本发明的方法，其中，所述有机过氧化氢为选自叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、乙苯过氧化氢和环己烷基过氧化氢中的至少一种。

优选地，根据本发明的方法，其中，所述环氧化溶剂为选自乙醇、甲醇、叔丁醇、异丙醇、苯基异丙醇、环己酮、丙酮、苯乙酮、二氯乙烷、二氯甲烷、乙腈、乙酸乙酯、环己烷、丁烷、异丙苯和苯乙烷中的至少一种。

本发明进一步提供一种本发明合成方法所合成的3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇的用途，该用途包括：α、将所述3,4-环氧环己烷基甲缩醛二醇与醚化醇在醚化催化剂的作用下进行醚化反应，得到式III所示的(3-烷氧基-4-羟基)-环己基甲缩醛二醇和式IV所示的(3-羟基-4-烷氧基)-环己基甲缩醛二醇，

其中，R₁为C1-C10烃类中的一种；β、将步骤α所得的(3-烷氧基-4-羟基)-环己基甲缩醛二醇和(3-羟基-4-烷氧基)-环己基甲缩醛二醇在脱氢催化剂的作用下进行脱氢反应，得到式V所示的香兰素缩醛和式VI所示的异香兰素缩醛，γ、将步骤β所得的香兰素缩醛和异香兰素缩醛与水进行解缩合反应，得到式VII所示的香兰素和式VIII所示的异香兰素，