[发明专利]β－紫罗酮的制备

说明书

本发明涉及在两相溶剂体系中，由假紫罗酮制备β紫罗酮的方法。

许多重要的工业合成是在异相液/液(两相)溶剂体系中进行的，其中反应或者是在两相的边界上直接发生，或者是在萃取剂的本体相内发生。

反应性异相液/液溶剂体系的工业实例，已特别在维生素A的合成的中间阶段被发现。此例中，反应物和产物被分配在两个液相中。

现今工业合成在与已存在的和优化的生产方法竞争中得到系统改进。特别是，产品和生产积累所引起的环境保护方面不断增加的重要性仅通过新工厂和设备大多不能得到满意的结果。另外，如果可能的话，改变原料体系常常可以提供非常巨大的使用潜力。在维生素A合成的工业方法中所使用的含氯有机溶剂引起的生理学方面的关注以及生态学上的问题为发展一种替代方法提供了动力。在工业过程中，由于经济和生态方面的原因，精力也花费在降低硫酸的使用量方面，这样就可减少在过程中所产生的能引起环境问题的稀酸，这些努力同样提供了一种动力。

工业合成维生素A的目的在于从容易得到的组分，例如从石化产品确定带20个碳原子的维生素A的结构。在β-紫罗酮中，一种环状萜烯酮[4-(2，6，6-三甲基-1-环己烯-1-基)-3-丁烯-2-酮]中，已存在一含13个碳原子的分子，它包含有相应于维生素A结构中的末端C₆环。所有大规模的生产方法都是经由β-紫罗酮作为中间体进行的。

1948年Isler合成(Roche)中，基于将由β-紫罗酮生成的一种C₁₄组分和一种C₆组分连接起来的关键步骤，至今仍被认为在维生素A的全合成过程中是在经济上最成功的过程之一。在该工业过程中，此合成包括11个步骤，其中的第二步包括在硫酸存在条件下由假紫罗酮环化生成β-紫罗酮。β-紫罗酮经过缩水甘油酸酯合成被转变为C₁₄组分2-甲基-4-(2，6，6-三甲基-1-环己烯-1-基)-2-丁烯-1-醛(C₁₄醛)，后者再经过Grignard反应与由三步反应合成的C₆组分3-甲基-戊-2-烯-4-炔-1-醇连接起来。所生成的环氧烯炔化合物经过部分Lindlar加氢，与醋酸酐进行乙酰化作用，脱水和重排后可得到粗制的维生素A乙酸酯。在通过结晶进行提纯和与甲基棕榈酸盐进行酯基转移作用后，大规模合成的商业最终产物维生素A棕榈酸盐就形成了。

在所有维生素A合成中的中心化合物是β-紫罗酮，它可在强质子酸的作用下由假紫罗酮(6，10-二甲基-十一-3，5，9-三烯-2-酮)通过闭环反应获得。在闭环反应中也同时生成α-紫罗酮[4-(2，6，6-三甲基-2-环己烯-1-基)-3-丁烯-2-酮]，它与异构体β-紫罗酮的不同在于环上双键的位置以及一个具有(R)构型的不对称碳原子的形成。α-紫罗酮主要作为香料前身用于香料工业。

含氯碳氢化合物在有机合成中作为溶剂的应用广泛。二氯甲烷优越的溶解本领，不仅对萜类化合物，而且对合成中生成的大多数聚合副产物有效，它是其应用于维生素A工业生产的基础。另外，CH₂Cl₂的高密度可使硫酸在假紫罗酮成环反应期间得以很好的分散，这使得在两相体系可以进行大质量传递。但同时，随后进行的硫酸相的分离则变得更加困难。正如上面已经指出的那样，含氯溶剂的使用，例如二氯甲烷越来越成为生态学方面争论的主题。尽管此类溶剂可以再处理，但由于二氯甲烷的高蒸气压，从装置中渗漏损失是不可避免的。释放出的含氯碳氢化合物被怀疑能够引起大气构成的变化。另外，这些溶剂被认为具有致癌作用，所以不只是从心理学的观点考虑，在药品和食品生产中使用这些溶剂是有问题的。虽然含氯碳氢化合物在工业生产中提供了许多优点，但由于这些原因，对使用别的溶剂和方法来代替它进行了广泛的探索。