[发明专利]一种高收率香兰素合成工艺

说明书

本发明提供了一种高收率香兰素合成工艺，包括以下步骤：1)将愈创木酚、烷基吡啶与磺化剂相混合，制备产物1；2)将产物1、无机碱加入至反应器中，滴加甲酰化试剂，反应得到产物2；3)将产物2溶于溶剂中，加入酸并升温搅拌，冷却后提纯得到目标产物香兰素。本发明路线具有副产物较少，合成收率高，反应条件温和等突出的优点，同时，也解决了磺酸化对位收率不高的问题，具有较强的借鉴意义。

技术领域

本发明涉及一种香兰素合成工艺，尤其涉及一种高收率香兰素合成工艺，属于有机合成技术领域。

背景技术

香兰素又名香草醛，是目前世界上产量最大的可食用型合成香料，年消耗量约2.8万吨。香兰素的获得主要有天然提取、化学合成以及生物发酵三种途径。其中，化学合成是得到香兰素的最广泛的渠道，制造方法可分为愈创木酚法、对甲酚法、木质素法、松柏苷法、丁香酚法、对羟基苯甲醛法、黄棒素法等。愈创木酚因其价格低廉，且来源广泛，逐渐成为香兰素合成工艺的主流，当前90％以上的香兰素生产厂家都采用愈创木酚作为原料。

以愈创木酚为原料合成香兰素主要分为乙醛酸法和甲醛法，其中乙醛酸法应用最广，相关的研究也最多，中国专利CN102010312A详细介绍了乙醛酸法工艺路线，包括了缩合、氧化、脱羧三个步骤，收率约65％-75％。该路线最大的缺点是反应路线较长，废水量巨大，工艺繁琐，总的来说，该方法短期内难以有较大的提升。甲醛法的反应路线如下：愈创木酚首先与甲醛(或乌洛托品)以盐酸为催化剂反应得香兰醇，再由香兰醇与对亚硝基二甲苯胺氧化反应制得香兰素。欧洲专利EP0485613A1描述了酚，尤其是愈创木酚的对羟甲基化反应，将愈创木酚与甲醛在醇类有机溶剂中，并且在氢氧化钠和季铵化合物(如四甲基氢氧化铵)的存在下进行反应，但是该反应过程需要先后两步减压蒸馏去除多余的溶剂，因而具有工艺路线繁琐的缺陷。除此之外，该方法还具有反应温度较高、反应时间较长和收率低的缺点。

Reimer-Tiemann反应是有机化学里常用的一个合成手段，Douglas E.Armstrong,Donald H.Richardson,The Reimer-Tiemann reaction,Journal of Chemical Society,1993,60(2):1-36详细介绍了该反应，主要原理为酚与氯仿在碱性溶液中加热可生成邻位或对位羟基苯甲醛，含有羟基的喹啉、吡咯等杂环化合物也能进行该反应，但产物均以邻位为主。为了提高对位香兰素的产率，李中柱，邹瑛，Reimer-Tiemann反应合成香草醛，化学世界，1991(01):20-21.提出了向反应体系中添加三乙胺作为催化剂，可以有效的提高反应活性和反应液的均匀度。但整体收率仍不够理想，仅达到76％，另外该方法最大的问题是生成20％以上的邻位香兰素，而香兰素和邻位香兰素沸点相差不大，且香兰素属于热敏物料，这会给后期的分离、提纯造成较大的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高收率香兰素合成工艺，该工艺首先利用自合成的磺酸化试剂对邻位进行占位，再将得到的化合物通过Reimer-Tiemann反应生成对位醛基，然后利用磺酸基团容易热脱除的特性除去保护基，从而高收率生成对位香兰素。

磺酸基团虽然由于其易脱除的特性常用作封端保护基团，但通过文献报道可知，在高温下酚类的磺化反应容易生成对位产物，而低温产物中邻位和对位各占一半(基础有机化学，刑其毅第三版下册，第837页)，这对本发明先进行邻位占位再生成对位香兰素的构思是不利的。因此为了更高收率的得到愈创木酚磺酸化的邻位产物，除了在低温下进行操作外，还需采取一定的策略。

吡啶作为一个典型的芳香族杂环化合物，其分子中的氮原子有一对未共用电子对不参与π体系，所以吡啶具有一定的亲核能力。本发明将吡啶和磺酸基结合生成磺酸吡啶络合物，在香兰素的合成体系中可作为温和的磺化试剂，提高占位基团的邻位选择性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高收率香兰素合成工艺，包括以下步骤：