粉檀麝香合成工艺的研究

孙崇鲁，施能进

（浙江医药高等专科学校，浙江 宁波 315100）

粉檀麝香合成工艺的研究

孙崇鲁，施能进

（浙江医药高等专科学校，浙江 宁波 315100）

主要研究了由2-甲基-2-丁烯为原料合成粉檀麝香。在合成HMT的部分，分别通过单因素实验，确定了较好的反应条件：反应时间为4h，反应温度为0℃，催化剂的用量与对伞花烃的用量摩尔比为1∶15，2-甲基-2-丁烯用量为2个当量，此时中间体HMT的收率达到67.02%。在Phantolide的合成部分，通过单因素试验，找到了反应收率较高的反应条件为：反应时间4h，反应温度20℃，三氯化铝的用量为3个当量，乙酰氯用量为1个当量，此时反应收率可达88.92%。

对伞花烃；HMT；乙酰氯；粉檀麝香

粉檀麝香（Phantolide musk），学名 5-乙酰基-1，1，2，3，3，6-六甲基茚满（HMT），具有温和的动物香气和干甜木香，其香气比葵子麝香和酮麝香优越许多，因此堪称香型和香韵俱佳的一种合成麝香［1～2］。 粉檀麝香的沸点较高，蒸气压很低，对光和碱性物质特别稳定，并且和其它香料相调配时能有效抑制香料的挥发，用量一般只需0.5%即可定香，可配制高级香水和化妆品等高级日用香精。国外报道作食用香精，也有报道以粉檀麝香为原料转变为其它香料，用途十分广泛［3～4］。

目前国内关于麝香的合成报道还不多见，国内也暂无生产粉檀麝香的厂家，主要靠进口来满足国内所需，所以对粉檀麝香进行系统的研究迫在眉睫。本文从廉价的对伞花烃作为起始原料合成 1，1，2，3，3，6-六甲基茚满（HMT），最后通过对1，1，2，3，3，6-六甲基茚满与乙酰氯进行酰化反应合成粉檀麝香。

1 实验部分

1.1 实验仪器条件及试剂

Thermo Finnigan TRACE GC-TRACE MS气相色谱质谱联用仪，NIST谱库检索。色谱条件：RTX-5MS 石英毛细管柱（0.25 mm×15 m×0.25 m），初始温度 80℃，终止温度 220℃，升温速率 5℃·min-1。 进样口温度 250℃。 载气：He，进样量 0.2μL，采用不分流方式进样，载气流速10 mL·min-1。质谱条件：电离方式为EI，电子能量70 eV，离子源温度200℃，扫描范围 40～400 amu。

对伞花烃原料采用肇庆市德庆上品精细化工有限公司产品，气相色谱分析其含量为98%；叔丁基氯、三氯化铝、氢氧化钠、硫酸钠、二氯乙烷、乙酰氯、2-甲基-2-丁烯等均为分析纯；

1.2 实验操作

1.2.1 以2-甲基-2-丁烯为原料合成HMT

在一装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的250 mL四口烧瓶中，加入一定量的无水三氯化铝和对异丙基甲苯（40.2 g，0.3 mol），置于电热磁力搅拌器上，在一定温度下搅拌分散15 min后加入一定量的叔丁基氯。然后，从恒压滴液漏斗向四口烧瓶滴加2-甲基-2-丁烯，保持温度不变，在设定2h内加完，再继续搅拌一定的时间，倾于碎冰中。分液漏斗中将油层分出，用稀NaOH溶液、水洗至中性。减压分馏，头段系未反应物，收集102～104℃ ／933Pa 馏分， 即是 1，1，2，3，3，6-六甲基茚满。

1.2.2 以HMT为原料合成粉檀麝香

在一装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的250 mL三口烧瓶中，加入一定量的二氯乙烷，冷却到10℃左右。然后加入一定量的三氯化铝，搅拌分散催化剂10 min，然后滴加一定量的乙酰氯和 HMT（10.1 g，0.05 mol）的混合物。 滴加完成后，继续反应一定的时间。待反应完全后，加入冷水或冰水来终止反应。然后将其倒入分液漏斗中，静置分层，分去水层。将油层用10%的氢氧化钠水溶液中和后，再用水洗涤至中性。随后加入蒸馏器中，先常压下蒸馏回收溶剂，然后改成减压蒸馏，接收140～142℃／933Pa馏分即为粉檀麝香。

2 实验结果与讨论

2.1 以2-甲基-2-丁烯为原料合成HMT

2.1.1 反应时间对反应收率的影响

在反应温度为20℃，催化剂的用量为0.08mol，2-甲基-2-丁烯的用量为0.60 mol的条件下通过改变反应时间，可以得到不同反应时间下的HMT收率（见表1）。由表1可知，当反应时间在4.0 h以前，随着反应时间的延长收率增加，但是当反应时间4 h以后，反应已基本完全，故适宜的反应时间定在4 h。

表1 反应时间对反应收率的影响Tab.1 The effect to the yield by the reaction time

2.1.2 反应温度对反应收率的影响

在反应时间为4h，催化剂的用量为0.08mol，2-甲基-2-丁烯的用量为0.06 mol的条件下通过改变反应温度，可以得到不同反应温度下的HMT收率（见表2）。从表2中我们可以看出，当反应温度为0℃时，产品收率明显比其它温度条件下收率高，故可以将适宜反应温度定在0℃。

表2 反应温度对反应收率的影响Tab.2 The effect to the yield by the reaction temperature

2.1.3 催化剂用量对收率的影响

在反应温度为0℃，反应时间为4 h，2-甲基-2-丁烯的用量为 0.60 mol的条件下通过改变催化剂的用量，可以得到不同催化剂用量下的HMT收率（见表3）。从表3中我们可以看出，当催化剂用量为0.02 mol时产品收率最大，此时催化剂的用量与对伞花烃（0.3 mol）的用量摩尔比为1∶15。

表3 催化剂用量对反应收率的影响Tab.3 The effect to the yield by the quantity of catalyst

2.1.4 2-甲基-2-丁烯用量对收率的影响

在反应温度为0℃，反应时间为4 h，催化剂用量为 0.02 mol的条件下，通过改变 2-甲基-2-丁烯的用量，可以得到不同2-甲基-2-丁烯用量下的HMT收率（见表4）。从表4中我们可以看出，当2-甲基-2-丁烯用量为0.60 mol时产品收率最大，此时2-甲基-2-丁烯的用量与对伞花烃 （0.3 mol）的用量摩尔比为2∶1。

表4 2-甲基-2-丁烯用量对收率的影响Tab.4 The effect to the yield by the quantity of 2-methylbut-2-ene

在2-甲基－2-丁烯合成HMT的实验中，考察了反应时间、反应温度、三氯化铝的用量、2-甲基-2-丁烯用量等因素对HMT合成收率的影响。通过对试验结果的分析，HMT合成收率较好的工艺条件为：反应时间4 h，反应温度0 C°，催化剂的用量与对伞花烃的用量摩尔比为1∶15，2-甲基-2-丁烯用量为2个当量，此时中间体HMT的收率达到67.02%。

2.2 以HMT为原料合成粉檀麝香

2.2.1 反应时间对反应收率的影响

在反应温度为20℃，三氯化铝的用量为6.67 g（0.05 mol），乙酰氯的用量为 3.93 g（0.05 mol）的条件下，通过改变滴加完成后的反应时间，可以得到反应时间与反应收率的关系（见表5）。从表中我们可以看出，在反应时间为4.0 h前，随着反应时间的延长，产率增加。但是反应时间超过4 h后，反应收率略微下降。故可将最佳反应时间定为4 h。

表5 反应时间对反应收率的影响Tab.5 The effect to the yield by the reaction time

2.2.2 反应温度对反应收率的影响

在反应时间为4h，三氯化铝的用量为0.05mol，乙酰氯的用量为0.05 mol的条件下通过改变滴加完后体系的反应温度，可以得出反应温度对反应收率的影响（见表6）。从表6中我们可以看出在反应温度为20℃时优于其它的反应温度。故将最佳反应温度定为20℃。

表6 反应温度对收率的影响Tab.6 The effect to the yield by the reaction temperature

2.2.3 三氯化铝的用量对反应收率的影响

在反应温度为20℃，反应时间4 h，乙酰氯的用量为0.05 mol的条件下通过改变反应中三氯化铝的用量，可以得到催化剂用量与反应收率的关系（见表7）。从表7中我们可以看出，当催化剂用量为0.15 mol时反应收率最高，此时三氯化铝的用量与原料HMT的摩尔比为3∶1。

表7催化剂用量对反应收率的影响Tab.7 The effect to the yield by the quantity of catalyst

2.2.4 乙酰氯的用量对反应收率的影响

在反应温度为20℃、反应时间为4 h、三氯化铝的用量为0.15 mol等条件保持不变的条件下，通过改变反应中的乙酰氯用量，可得到乙酰氯用量与反应收率之间的关系（见表8）。从表8中我们可以看出，当乙酰氯用量0.050 mol时，反应收率最高。此时乙酰氯用量与HMT的摩尔比为1∶1。

表8 乙酰氯用量对反应收率的影响Tab.8 The effect to the yield by the quantity of chlori-acytyl

在HMT合成粉檀麝香的实验中，我们考察了反应时间、反应温度、乙酰氯用量、三氯化铝的用量等因素对粉檀麝香收率的影响。通过对试验结果的分析，粉檀麝香合成较好的工艺条件为：反应时间为4h，反应温度为20℃，三氯化铝的用量为3个当量，乙酰氯用量为1个当量，此时反应收率可达88.92%。

3 结论

从以上的实验数据我们可以得出，在利用三氯化铝为催化剂，2-甲基-2-丁烯为原料时合成产率最高可以达到67.02%。并且利用2-甲基-2-丁烯为原料时，本文所用的催化剂为三氯化铝，这样可以很好地避免传统工艺中用浓硫酸作催化剂对设备腐蚀严重的现象，以及浓硫酸后处理难的问题，适合工业化生产。在合成粉檀麝香的乙酰化反应中，我们可以得出，在最佳反应条件下，反应收率可达89.93%。

［1］ 陈煜强，刘幼君.香料产品开发与应用［M］.上海：上海科学技术出版社，1994.1-15.

［2］ 秦圣英，谢吉胜，何冀川，等.伞花麝香和吐呐麝香中间体的协同合成［J］，精细化工，1993，10（6）：15-18.

［3］ 丁德生等.实用合成香料［M］.上海：上海科学技术出版社，1991.334-373.

［4］ E.T 塞默.香味与香料化学［M］.北京：科学出版社，1989.352-364.

Study on Synthesis of Phantolide

SUN Chong-lu，SHI Neng-jin
（Zhejiang Pharmaceutical College， Ningbo 315100， China）

The process for preparing phantolide using 2-methyl-2-butene as material was detailly introducted.In the part of producing HMT，through single-factor-experiments，the best condition was found：reaction time was 4 h，reaction temperature was 0℃，the molar ratio of aluminium chloride to p-cymene was 1：15，the quantity of 2-methyl-2-butene was 2eq， and the yield of reaction was 67.02%.In the part of producing phantolide， through single-factor-experiments， the highest yield of reaction condition was confirmed as： reaction time was 4h，reaction temperature was 20℃，the quantity of aluminum chloride was 3eq，the quantity of acetyl chloride was 1.0eq， and the yield of reaction was as high as 88.92%.

p-cymene； HMT；acetyl chloride； phantolide

TQ 656

A

1671-9905（2011）04-0003-03

2010-10-26