5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯及其合成方法与应用
【专利摘要】本发明公开了一种5?异丙基?9?羟基?8?甲基?6?壬烯?2?酮草酸双酯及其合成方法与应用，将茄酮溶于无水苯中，加入乙二醇和对甲基苯磺酸，反应后得到茄酮缩乙二醇，将茄酮缩乙二醇溶于无水THF，滴加甲硼烷四氢呋喃络合物、NaOH溶液和过氧化氢，反应得到5?异丙基?9?羟基?8?甲基?6?壬烯?2?酮缩乙二醇，将其溶于无水CH2Cl2，加入三乙胺和草酰氯，室温下反应3.5h，得到5?异丙基?9?羟基?8?甲基?6?壬烯?2?酮草酸双酯，将其应用于卷烟加香中的作用主要是提高香气质和香气量，降低刺激性，纯净余味。
【专利说明】
5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯及其合成方 法与应用
技术领域
[0001 ]本发明属于烟用香料技术领域，更具体地说，涉及到5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯，其制备方法，以及作为香料在卷烟中的应用。
【背景技术】
[0002] 卷烟的吸味、愉快程度和满足感是香味成分、感官和触觉复杂作用的结果。因此， 寻找并开发烟草的香味成分是很多烟草化学家的一个重要目的，同时，香味成分也是卷烟 品牌构建的核心问题。加入WT0后，随着关税的减让和非关税措施的逐步取消，中国烟草将 站在更具竞争性的平台上直接参与国际竞争，因此，如何突出中式卷烟鲜明特征，加强自主 创新也就成为了我国烟草企业的提升自身竞争力的关键，而其中的核心就是加强烟草香技 术、香原料的研究。
[0003] 传统的烟用香料一部分是烟草自身所含有的物质，另一部分是外来的天然或合成 的添加物质，其主要致香成分以萜类、醛、酮、醇为主，这些化合物的特点主要是分子量较 低、沸点低、挥发性较强的化合物，高温加工过程中损失严重，导致释香不均匀现象，甚 至在储存期间因挥发失去香味，或是化学性质不稳定易被氧化而变质。研究发现，即使香 精损失2%的挥发物也会导致香型改变使风味受到很大的影响。
[0004] 茄酮是烟草中的关键致香化合物，由烟草中西柏三烯类物质的生化降解产生。茄 酮在烟草的调制、陈化过程中能进一步降解，产生对卷烟吃味有重要影响的茄尼呋喃、降茄 二酮等物质。尽管茄酮在烟草加香中已得应用，但存在的问题也是显而易见的：茄酮自身沸 点低，在卷烟保存过程中容易挥发流失从而降低了吸食品质。因此，如何设计合成一种结构 合理的茄酮衍生物，使其既能稳定保存、又能通过裂解释放出茄酮，便成为了亟待解决的问 题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于一种5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯及其制 备方法以及作为香料在卷烟中的应用。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 如下所表示的5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯，其外消旋体、对映异 构体：
[0007] 所述的5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯的合成方法，步骤如下： (1)茄酮溶于无水苯中，加入乙二醇和对甲基苯磺酸，加上分水器，回流5 h，至无水分 出为止;反应物依次用饱和NaHC03溶液、饱和NaCl溶液洗涤，无水NaS04干燥过夜，抽滤，减压 蒸馏得到茄酮缩乙二醇，茄酮缩乙二醇的结构式如下
(2) 将步骤(1)制得的茄酮缩乙二醇溶于无水THF，置于0°C恒温搅拌反应浴中，氮气保 护下滴加甲硼烷四氢呋喃络合物，〇°C下反应1 h，升至室温后反应3.5h，缓慢加入3mol/L 的NaOH溶液，继续缓慢加入质量分数为30%的过氧化氢，室温下继续反应10h，得到白色悬浊 液，加入乙酸乙酯，有机层用饱和NaCl洗涤，无水NaS0 4干燥，蒸除溶剂，残余物过硅胶柱层 析，石油醚：乙酸乙酯洗脱，得到5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮缩乙二醇，5-异丙 基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮缩乙二醇的结构式如下
(3) 将步骤（2)制得的5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮缩乙二醇溶于无水 CH2C1 2,加入三乙胺，0°C下再缓慢加入草酰氯，升至室温下反应3.5h，加入乙酸乙酯稀释，有 机层用饱和NaCl洗涤，无水NaS0 4干燥，蒸除溶剂，残余物过硅胶柱层析，石油醚：乙酸乙酯 洗脱，得到5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯，5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯的结构式如下：
[0008] 所述步骤(1)中茄酮、乙二醇、对甲基苯磺酸三者的物质的量之比为1:1.5:0.1。
[0009] 所述步骤(2)中茄酮缩乙二醇与甲硼烷四氢呋喃络合物的物质的量之比为1:1.5， 以1 mmol茄酮缩乙二醇为基准，需要NaOH溶液1 mL，过氧化氢1 mL。
[0010] 所述步骤(3)中5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮缩乙二醇、三乙胺和草酰 氯的物质的量之比为1:1.2:0.5。
[0011] 所述的5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯混以稳定剂或稀释剂后 作为香料在卷烟中的应用。
[0012] 本发明的有益效果：（1)化合物5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯 性质作为一种潜香物质，性质稳定，在卷烟燃吸时可释放出茄酮，改善了茄酮不稳定，易挥 发，香味易散失的缺点。
[0013] (2)化合物5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯在卷烟加香中，可提 高香气质和香气量，降低刺激性，纯净余味。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本 发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一 些非本质的改进和调整。
[0015] 实施例1 本实施例的5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯的合成方法如下： (1) 茄酮缩乙二醇（n)的合成 前酮（1.94 g, 10 mmol)溶于80 mL无水苯中，加入乙二醇（0.93 g，0.83 mL, 15 mmol)和对甲基苯磺酸(0.2 g, 1 mmol)加上分水器，回流至无水分出为止;反应物用饱和 NaHC03溶液洗涤3次;再用饱和NaCl溶液洗涤3次，有机相无水NaS〇4干燥，减压蒸馏得到淡黄 色油状产物（n)2.3 g; MS-EI， ff/z 87(100)， 93， 121， 136， 176， 223(M+) ?咕 NMR (600 MHz, CDC13) 6.07 (d, J= 15.6 Hz, 1H), 5.39 (dd, J= 15.6, 9.5 Hz, 1H), 4.86 (s, 2H), 3.95 -3.90 (m, 5H), 1.83 (s, 3H), 1.81-1.75 (m, 1H), 1.66-1.53 (m, 3H), 1.52-1.45 (m, 1H), 1.37-1.33 (m, 1H), 1.31 (s, 3H), 0.88 (d, J= 6.8 Hz, 4H), 0.84 (d, /= 6.8 Hz, 3H). 13C 匪R (151 MHz, CDC13) 342.2, 134.2，132.7，114.3， 110.3, 64.7, 64.6, 49.7, 37.4, 32.3, 26.8, 23.9, 20.9, 19.5, 18.9. (2) 5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮缩乙二醇（m)的合成 化合物（n)( 1.28 g，5.74 mmol)溶于20 mL无水四氢呋喃中，置于低温恒温搅拌反应 浴中，氮气保护下于〇 °C滴加甲硼烷四氢呋喃络合物（1 mol/L，8.6 mL)，l h升至室温反 应3.5 h，冷至0 °C，依次缓慢加入5.7 mL 3mol/L NaOH溶液，5.7 mL 30%过氧化氢，加毕 升至室温反应10 h，加入30 mL乙酸乙酯稀释，有机层用饱和NaCl洗涤3次，无水NaSCk干燥， 减压蒸馏，残余物过硅胶柱层析，石油醚/乙酸乙酯= 10:1洗脱，得到无色油状产物011)690 mg〇
[0016] MS-ESI，ff/z 279 [M+Na] + .咕 NMR (400 MHz, CDCh) 5.28 (dd，/ = 15.4， 8.7 Hz, 1H), 5.19 (dd, J= 15.4, 7.4 Hz, 1H), 3.95-3.90 (m, 4H), 3.47 (dd, J =10.4, 5.7 Hz, 1H), 3.37 (dd, J= 10.4, 7.7 Hz, 1H), 2.37-2.30 (m, 1H), 1.69-1.46 (m, 6H), 1.31 (s, 3H), 1.00 (d, J= 6.8 Hz, 3H), 0.87 (d, J= 6.7 Hz, 3H), 0.83 (d, /= 6.8 Hz, 3H). 13C 匪R (100 MHz, CDCI3) 333.8, 133.7， 110.3, 67.4, 64.6, 49.5, 39.9, 37.3, 31.8, 26.6, 23.7, 20.8, 18.9, 16.8. (3) 5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯（I)的合成 化合物（in)(520 mg, 1.87 mmol)溶于15 mL无水二氯甲烧中，加入三乙胺(246 mg, 2,24謹〇1)，0 °C下缓慢滴加草酰氯（117 mg, 0.93謹〇1)，反应0.5 h，然后室温下反应 3.5 h，加入30 mL乙酸乙酯，有机层用饱和NaCl洗涤3次，有机相加入无水NaSCk干燥，减压 蒸除溶剂，残余物过硅胶柱层析，石油醚/乙酸乙酯= 15:1洗脱，得到无色油状物（1)280 mg〇
[0017] MS-ESI, ff/z 501 [M+Na] + .咕匪R (600 MHz, CDCI3) (S.24-5.22 (m，2H), 4.18-4.07 (m, 2H), 2.65-2.60 (m, 1H), 2.42-2.29 (m, 2H), 2.12 (s, 3H), 1.74-1.67 (m, 2H), 1.56-1.53 (m, 1H), 1.47-1.41 (m, 1H), 1.07 (d, J= 6.8 Hz, 3H), 0.86 (t, / = 6.4 Hz, 3H), 0.81 (t, / = 6.1 Hz, 3H). 13C NMR (150 MHz, CDCI3) 8 209.4, 157.8, 133.3, 132.5, 70.8, 49.0, 41.9, 36.1, 31.9, 30.1, 26.1, 20.7, 19.0, 17.2. 本实施例的合成路线如下：
[0018] 本实施例制得的5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯在卷烟加香中 的应用：分别称取5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯0.04932 g，以95%的乙 醇水溶液各定容至10 mL。用实验用香精香料注射机将配置好的溶液均匀地加入到黄金叶 大金圆卷烟中，每支卷烟注射量为10 pL，开始注射点和结束注射点分别距烟丝端5 mm和55 mm，挑选符合以下要求的烟支样品（重量0.89 g，吸阻1000 Pa，滤嘴长度24 mm，烟支规格84 mmX2.5 mm)均匀地放置在温度(22±1)°C和相对湿度(60±3)%的环境中平衡48 h以上，同 空白样品对照评吸，结果如表1所示。
[0019] 表1空白卷烟与加料卷烟的对照评吸结果
由表1可知化合物5-异丙基-9-羟基-8-甲基-6-壬烯-2-酮草酸双酯在卷烟加香中的作 用主要是提高香气质和香气量，降低刺激性，纯净余味。
【主权项】
1. 一种如下所示的5-异丙基-9-?基-8-甲基-6-壬締-2-酬草酸双醋，其外消旋体、对 映异构体：2. 根据权利要求1所述的5-异丙基-9-径基-8-甲基-6-壬締-2-酬草酸双醋的合成方 法，其特征在于步骤如下： (1)茄酬溶于无水苯中，加入乙二醇和对甲基苯横酸，加上分水器，回流5 h，至无水分 出为止;反应物依次用饱和Na肥化溶液、饱和化C1溶液洗涂，无水NaS化干燥过夜，抽滤，减压 蒸馈得到茄酬缩乙二醇，茄酬缩乙二醇的结构式如下(2) 将步骤（1)制得的茄酬缩乙二醇溶于无水THF，置于0°C恒溫揽拌反应浴中，氮气保 护下滴加甲棚烧四氨巧喃络合物，〇°C下反应1 h，升至室溫后反应3.化，缓慢加入3mol/L 的化0田容液，继续缓慢加入质量分数为30%的过氧化氨，室溫下继续反应lOh，得到白色悬浊 液，加入乙酸乙醋，有机层用饱和化C1洗涂，无水化S〇4干燥，蒸除溶剂，残余物过硅胶柱层 析，石油酸：乙酸乙醋洗脱，得到5-异丙基-9-径基-8-甲基-6-壬締-2-酬缩乙二醇，5-异丙 基-9-径基-8-甲基-6-壬締-2-酬缩乙二醇的结构式如下(3) 将步骤（2)制得的5-异丙基-9-径基-8-甲基-6-壬締-2-酬缩乙二醇溶于无水 C出Cl2,加入Ξ乙胺，0°C下再缓慢加入草酷氯，升至室溫下反应3.化，加入乙酸乙醋稀释，有 机层用饱和化C1洗涂，无水化S〇4干燥，蒸除溶剂，残余物过硅胶柱层析，石油酸：乙酸乙醋 洗脱，得到5-异丙基-9-径基-8-甲基-6-壬締-2-酬草酸双醋，5-异丙基-9-径基-8-甲基-6- 壬締-2-酬草酸双醋的结构式如下：合成路线如下：3. 根据权利要求2所述的5-异丙基-9-径基-8-甲基-6-壬締-2-酬草酸双醋的合成方 法，其特征在于:所述步骤（1)中茄酬、乙二醇、对甲基苯横酸Ξ者的物质的量之比为1:1.5: 0.1。4. 根据权利要求2所述的5-异丙基-9-径基-8-甲基-6-壬締-2-酬草酸双醋的合成方 法，其特征在于:所述步骤(2)中茄酬缩乙二醇与甲棚烧四氨巧喃络合物的物质的量之比为 l:1.5，Wl mmol茄酬缩乙二醇为基准，需要NaO田容液1 mL，过氧化氨1 mL。5. 根据权利要求2所述的5-异丙基-9-?基-8-甲基-6-壬締-2-酬草酸双醋的合成方 法，其特征在于:所述步骤(3)中5-异丙基-9-径基-8-甲基-6-壬締-2-酬缩乙二醇、Ξ乙胺 和草酷氯的物质的量之比为1:1.2:0.5。6. 权利要求1所述的5-异丙基-9-径基-8-甲基-6-壬締-2-酬草酸双醋混W稳定剂或稀 释剂后作为香料在卷烟中的应用。
【文档编号】C07C69/36GK105968009SQ201610571947
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月20日
【发明人】毛多斌, 白冰, 杨静, 张改红, 惠志铮, 杨靖, 贾春晓
【申请人】郑州轻工业学院