[发明专利]一种合成薄荷甲酸的方法

说明书

本发明公开了一种合成薄荷甲酸的方法，该方法以L‑氯代薄荷脑及CO₂为原料经电化学一步法合成薄荷甲酸，包括以下步骤：1）在装有阳极、阴极的电解反应器中，加入有机溶剂和电解质，制得混合电解液；2）向电解液中加入原料L‑氯代薄荷脑和CO₂，通电进行电化学反应，生成含薄荷甲酸的反应液；3）脱除溶剂，提纯得到目标产物薄荷甲酸。该方法以以L‑氯代薄荷脑及CO₂为原料经电化学一步法合成薄荷甲酸，流程及操作简单，高效环保，产品收率高，立体选择性好，反应条件温和，成本低，具有工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及一种合成方法，尤其涉及一种合成薄荷甲酸的方法。

背景技术

凉味剂是一类广泛应用于生活中的化学物质，在牙膏、剃须液、洗面奶、化妆品、烟草、糖果等生活用品中均能看到凉味剂的身影，是一类非常重要的添加剂。而薄荷醇是一种最常使用的的传统凉味剂，可是由于薄荷醇的香气中带有苦味、挥发性过强、清凉感持续时间短等缺点，使其应用受限，为克服以上这种缺点，薄荷醇的替代物或衍生产品的开发应用受到了科学家们的重视。在这其中薄荷基甲酸酯和薄荷酰胺类化合物被合成出来，它们没有强烈的薄荷气味，持续时间长，有比薄荷醇更好的凉感，这部分产品一经应用就受到了认可，近年来改良凉味剂化合物需求量增长迅速，需求越来越旺盛。

作为合成薄荷基甲酸酯和薄荷酰胺类化合物的重要中间体，如何改善薄荷甲酸的合成收率及及操作步骤成为一项重要工作内容。

现有文献中，L-薄荷甲酸的合成方法中以L-氯代薄荷脑与格式试剂反应为最常规路线，该方法需要制备格式试剂后与CO₂反应生成薄荷甲酸，会额外增加工艺成本，而且格式试剂合成过程中也存在安全风险，操作难度大。

专利CN107721849A提出一种将薄荷醇与苯磺酰氯反应得到苯磺酸薄荷酯，再与氰化钠反应得到薄荷基甲腈，水解后得到薄荷醇，该方法反应步骤长，操作复杂；同时由于合成过程中引入强酸及氯离子，还存在系统腐蚀风险，而且所用原料氰化钠为剧毒化学品。专利CN103030553A中以剧毒化学品氰化亚铜为原料制备薄荷甲酸，同样存在风险问题。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提出一种合成薄荷甲酸的方法。该方法以L-氯代薄荷脑及CO₂为原料经电化学一步法合成薄荷甲酸，流程及操作简单，高效环保，产品收率高，立体选择性好，反应条件温和，成本低，具有工业化应用前景。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种合成薄荷甲酸的方法，该方法以L-氯代薄荷脑及CO₂为原料经电化学一步法合成薄荷甲酸，包括以下步骤：

1)在装有阳极、阴极的电解反应器中，加入有机溶剂和电解质，制得混合电解液；

2)向电解液中加入原料L-氯代薄荷脑和CO₂，通电进行电化学反应，生成含薄荷甲酸的反应液；

3)脱除溶剂，提纯得到目标产物薄荷甲酸。

本发明可能的反应机理为：L-氯代薄荷脑(式1所示)在进行电解反应中，经双电子转移得到相应的碳阴离子(式2所示)，碳阴离子与二氧化碳反应形成羧化产物(式3所示)，然后羧化产物质子化形成羧基，最终生成薄荷甲酸(式4所示)。

在一些示例中，原料L-氯代薄荷脑和CO₂的摩尔比为1:(1-10)，优选1:(1.5-4)。

在一些示例中，所述阳极为金属Mg、Al、Zn中的至少一种或包含Mg、Al、Zn的合金或镀层；所述阴极为金属Pt、Ni、Cu、Ag、Au中的至少一种或包含Pt、Ni、Cu、Ag、Au的合金或镀层。