芳樟醇合成及其下游产品开发进展

芳樟醇合成及其下游产品开发进展

一、合成技术进展芳樟醇又名沉香醇、里哪醇，可用于调配百合、丁香、橙花等各种香精，它还是合成芳樟酯类香料化合物和维生索E、A的重要原料。目前世界上每年耗用数万吨，产值数亿美元。我国每年需要量达400多吨，主要依靠进口。　　1．乙炔-丙酮路线乙炔和丙酮在碱性催...

　　一、合成技术进展芳樟醇又名沉香醇、里哪醇，可用于调配百合、丁香、橙花等各种香精，它还是合成芳樟酯类香料化合物和维生索E、A的重要原料。目前世界上每年耗用数万吨，产值数亿美元。我国每年需要量达400多吨，主要依靠进口。

　　1．乙炔-丙酮路线乙炔和丙酮在碱性催化剂催化下反应生成3-甲基-1-丁炔-3-醇，甲基丁炔醇在加压下的氧化铝载钯-银催化剂上被部分催化氢化成3-甲基-1-丁烯-3-醇，再与乙酰乙酸乙醣、双烯酮或甲基异丙基醚反应，即转变为甲基庚烯酮，甲基庚烯酮与乙炔反应生成脱氢芳樟醇，再经氢化可得到芳樟醇。

　　此法最早在瑞士实现工业化生产，后来巴斯夫公司又进行了一些改进，他们采用二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亚砜（DMSO）等溶剂，提高生产过程中甲基丁炔醇的收率；目前还原甲基庚烯酮已由最初的Lindlar催化剂发展到效果更好的Pd、Pb-Ru等催化剂。

　　2．异戊二烯路线Takabe等报道了一种由异戊二烯合成芳樟醇的经济可行的方法。在二乙胺中，用正丁基锂作催化剂，异戊二烯可被调聚成N，N-二乙基橙花胺和N，N-二乙基香叶胺，总收率为75%。这些胺用过氧化氢氧化生成相应的胺的氧化物，再经Meisenheimer重排，然后热解即转变为芳樟醇，收率达93%。

　　另外，从异戊二烯出发，经氢氯化反应、丙酮缩合、乙炔基化及氢化等步骤也可以合成芳樟醇。

　　3． β-蒎烯路线英国的BBA公司主要采用β-蒎烯路线生产芳樟醇。β-蒎烯在600℃左右通过反应管热解开环得到含有70%～90%的月桂烯产物。从月桂烯出发，经氢氯化反应，产物在胺与亚铜盐的存在下与醋酸反应，生成芳樟醋酸酯，经皂化后，芳樟醇的总收率大约为60%。

　　前苏联科研人员对热解β-蒎烯的条件作了探索。为了提高热解时的温度和缩短接触时间，他们采用电短路加热方法。据称，在温度为540℃、接触时间为 0.025秒时热解β-蒎烯，产物中的月桂烯含量为72%。1979年，野村正人等采用40:7:50的NaNO2、NaNO3、KNO3组成的熔融盐为热源对β-蒎烯热解，月桂烯的得率为70%。最近，LaurentLemee等研究了β-蒎烯在900℃的高温和6.67Pa压力下的热解反应，其转化率达到90%，月桂烯的得率为87%。

　　但由于热解反应存在许多缺点，人们转向利用催化剂进行裂解的研究。使用的催化剂主要有金属和分子筛两类。

　　如Fujihara使用Cu-Zn双金属催化剂可在较低温度下使β-蒎烯开环，得率为65%。Freddy

W利用Ag-A12O3和CO-MO-Ag-A12O3 催化体系分别作为催化剂，试验结果随反应条件不同而有很大变化，得率在28.8%～91.7%之间。

　　日本野村正人和藤原义人则对改性合成沸石分子筛TSY-642进行了研究。

　　4．α-蒎烯路线α-蒎烯路线是美国GLIDDEN.SCM

香料公司经过近20年研究出来的，于1982年在美国的乔治亚州COLOEL岛上投资2900万美元正式投产。我国1983～1988年由上海有机所进行了小试研究，现已在广西梧州松脂厂中试成功。

　　α-蒎烯从松节油中获得。α-蒎烯经催化氢化得到蒎烷，蒎烷氢过氧化物还原为蒎烷醇，蒎烷醇再经热解制得芳樟醇。蒎烷醇的热解是此合成路线中最关键也是难度最大的一步。蒎烷醇的裂解温度比蒎烯高，而得到的芳樟醇又因Ene反应易环化为鸢醇（1,2-二甲基-3-异丙基环戊-1-醇），甚至脱水而使副产物成分复杂。所以热解条件需要优化。此外，蒎烷醇有顺式与反式二种异构体，顺式蒎烷醇约在600℃裂化，而反式蒎烷醇要在630℃裂化，温度过高又会使顺式蒎烷醇裂化过度，发生环化生成鸢醇。因此，为了减少副产物生成，应尽量提高顺式蒎烷醇的含量。

　　通常在真空下或以N2或H2O为稀释剂，于常压下在气相中通过加热至450～650℃的热解管，使蒎烷醇四碳环上的C-C键断裂，形成双自由基中间体，从而分解得芳樟醇，得率为50%～90%。但此过程副产物成分复杂，主要有由蒎烷醇脱水形成的萜烯类、由蒎烷醇异构化形成的鸢醇及甲基酮等。

　　对蒎烷醇的催化热解，人们也进行了探索。英国的一份专利声称，在蒎烷醇中加入l0%呲啶为催化剂，可提高热解后产物中芳樟醇的含量至93%。

　　二、芳樟醇下游产品的开发应用芳樟醇是附加值较高的精细化工产品，由它作原料可以衍生出乙酸芳樟酯、二氢芳樟醇、四氢芳樟醇、硫代香叶醇、硫代芳樟醇乙酸酯及芳樟基甲基硫醚、维生素A、维生素K等医药中间体。

　　科研工作者们对芳樟醇的下游产品开发已经做了大量的工作。梁日富等用160g芳樟醇和等摩尔的乙烯酮在0.8g对甲苯磺酸催化下合成乙酸芳樟酯，产率为82%，纯度97%～98%。施志荣等利用HMCM41中孔分子筛催化芳樟醇与乙酐反应，酯转化率为99%，乙酸芳樟酯收率50%以上。魏荣宝等用自制的苯乙烯支载N-苄基-N-甲基氨基吡啶（BMAP）为催化剂将芳樟醇乙酰化，总酯化率95%左右，其中乙酸芳樟酯的产率60%以上，较工业上磷酸催化时乙酸芳樟酯的产率高（50%），且催化剂连续使用5次活性无明显下降。

　　贾卫民等以95%乙醇为溶剂，在85℃、2.0MPa下用雷尼镍催化芳樟醇选择性加氢制备二氢芳樟醇，转化率为98.9%，选择性100%。

　　陈振锋等以芳樟醇为原料经卤代、重排、硫代、水解等步骤合成了硫代香叶醇，总收率达80.1%，纯度95%，产物具有草莓和葡萄柚香韵。崔建国等对香叶醇转化为硫代芳樟醇及其衍生物的合成方法进行了研究。香叶醇与N,N-二甲基硫代氨基甲酰氯反应生成N,N-二甲基硫代氨基甲酸-O-香叶基酯，通过N-二甲基硫代氨基甲酸S-芳樟基酯，进一步还原得到硫代芳樟醇，还可进一步转变成衍生物硫代芳樟醇乙酸酯及芳樟基甲基硫醚。

　　20世纪90年代后，芳樟醇及香叶醇合成下游产品进展迅速，研究重点转向合成医药中间体。王贵阳等以芳樟醇和羟基香茅醛为原料，经过十六碳烯醛及其溴化物，由无水CrCl2催化合成以苏式醇为主的大环二萜，将其用钠汞齐脱除苯磺酸酯得（±）-表-马氏醇，总产率8.5%。他们还以香叶醇和芳樟醇为原料合成(2E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯基苯砜；用改进的砜合成法由香叶醇一步合成(2E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯基苯砜，产率可达90%以上。李世业等以芳樟醇为原料，经α-环牦儿基砜、牦牛儿基酯、维生素A等多步反应而制得β-胡萝卜素。莫芬珠等以四氢香叶醇为原料制得具有透皮促进作用的4,8-二甲基-l-壬醇、5,9-二甲基-1-癸醇、5,9-二甲基-2-环丙基-2-癸醇和5,9-二甲基-1,2-癸二醇。这些促进剂能增加药物分配系数的扩散系数值。李卫东等以香叶基丙酮和香叶醇为起始原料，合成了具有十四碳环结构的大环二萜化合物-（±）Cembrene-A。此合成路线短，总收率17%。王植材等以香叶醇、芳樟醇和香茅醛为原料，合成具有西松烷型二萜内酯单萜片段的系列化合物。

　　三、合成芳樟醇的原料来源松脂是我国丰产的可再生资源，年产量约40万t，居世界第一。其中含有大量的α-蒎烯和少量的β-蒎烯，将其加工成芳樟醇不仅可实现我国丰产的可再生资源——松脂的深加工和高值利用，缓解石油、天然气等不可再生性资源的过度开发，而且可节省每年为进口芳樟醇而花费的大量外汇。

　　近年来，我国的乙烯工业发展迅速，为合成芳樟醇带来丰富的异戊二烯原料。