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2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成方法概述

时间:2024-07-28

竺少铭,许新德,张莉华,耿 伟,刘振勇(浙江医药股份有限公司新昌制药厂,浙江 新昌 312500)

2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成方法概述

竺少铭,许新德,张莉华,耿伟,刘振勇
(浙江医药股份有限公司新昌制药厂,浙江新昌312500)

2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛(简称“十碳双醛”,简写:C10)为合成类胡萝卜素的关键中间体。对十碳双醛的结构和用途做了简要介绍;对现有专利、文献报道的十碳双醛的合成路线做了全面综述,指出各合成工艺中存在的优缺点,对工艺中需要改进的地方作了简单的说明;提出十碳双醛今后的研究方向,为十碳双醛及类胡萝卜素系列产品的合成提供了重要的参考意义。

2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛;类胡萝卜素;中间体;合成路线

十碳双醛为淡黄色粉末状固体,分子式为C10H12O2,分子量164(见图1),熔点为157.2℃~160.7℃,无特殊气味。常温下不易变质,但不能和氧化物混放,易溶于甲醇、二氯甲烷等溶剂,溶于石油醚、乙酸乙酯,微溶于水[1]。十碳双醛是合成类胡萝卜素系列产品的必要中间体,在β-胡萝卜素、角黄素、虾青素合成中有重要的应用,但其合成方法在国内少有文献报道。类胡萝卜素可以作为药品、色素、食品添加剂应用于医药、食品、化妆品和养殖业[2]。随着其应用的日益增加,十碳双醛的研究有重要的商业意义。十碳双醛的主要生产厂家有Roche公司、BASF公司和日本佳友公司,Roche公司采用格氏法和BASF公司采用醚化物缩合法,这两家公司都以自供的原辅料为优势,弥补工艺中存在的不足,使得其他公司都望尘莫及。日本佳友公司以砜化学为基础,合成十碳及类胡萝卜素产品。

图1 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛结构图FIG.1 The structure of 2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

1 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛(十碳双醛,C10)的合成方法

根据专利文献报道,根据合成原料的不同,十碳双醛的主要有以下七种合成方法。

1.1以乙氧基-1-丙烯(丙烯基乙醚)为原料的合成路线

1959年,Hoffman.La.Roche公司O.Isler提出了此工艺路线,如图2所示[3-4]。

此反应条件温和,但是工艺路线太长,总共八步,总收率不超过20%,并且所用到的丙烯基乙醚原料价格较贵,不适合工业化。

1.2以二甲氧基二氢呋喃为起始原料的合成路线

BASF公司以丙烯基乙醚及二甲氧基二氢呋喃为原料,提出另外一条工艺路线,如图3所示[5-7]:

图2 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成路线FIG.2 Synthesis route of 2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

图3 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成路线FIG.3 Synthesis route of 2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

该工艺路线步骤很短,但收率不高,第一步反应丙烯基乙醚与二甲氧基二氢呋喃的缩合反应不稳定,单步收率为40%~70%,并且二甲氧基二氢呋喃及丙烯基乙醚的价格较高,限制了此工艺的发展。

1.3以五碳醛为起始原料的合成路线

杨泽慧[8]等以4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛(五碳醛)为原料,经过醛基保护、醇解、氧化、Wittig-Horner法合成十碳双醛,该工艺路线如图4所示:

图4 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成路线FIG.4 Synthesis route of 2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

此工艺中的原辅料除了三苯基磷,其他原料价格稍低;以并联反应制备十碳双醛,由于卤代反应收率偏低,造成大量的物料损失;三苯基膦的回收较困难,易造成一定的污染,不是理想的工艺路线。

1.4以反式-1,4-二氯丁烯为起始原料的合成路线

1960年,BASF公司以二乙氧基丙酮或二甲氧基丙酮为原料,氯代乙烷为溶剂制备Wittig试剂,采用Wittig-Horner反应,脱保护剂合成十碳双醛。反应如图5所示[9-10]:

图5 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成路线FIG.5 Synthesis route of 2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

此工艺路线较短,但是二乙氧基丙酮及二甲氧基丙酮价格较高,并且双Wittig-Horner缩合的反应较难控制,单步收率约60%左右;并且所得产品具有特殊气味。

他说没怎么样。楼兰的女儿管我叫爸,我管楼兰的母亲叫妈。我们就像一家人般亲密,事实上这段时间,我们就是一家人。老人暂时也没有讹我,既没有让我抚养她的外孙女,也没有黑我的那套房子。不过说不准她现在还没到讹我的时间,我也不会有她永远不会讹我的证据……楼兰按时吃药,按时喝水,按时睡觉,按时醒来,按时打吊针,按时花钱,按时呻吟,按时死去,按时火化,按时下葬,就这样……

李浩然等[11]以反式-1,4-二氯-2-丁烯为原料,采用双格氏法合成十碳双醛。工艺路线如图6所示:

图6 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成路线FIG.6 Synthesis route of 2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

此工艺路线短,但是据资料显示收率不高。反式-1,4-二氯-2-丁烯原料在国内少有生产厂家,造成原料价格稍高;若以1,4-二丁烯与溴反应,生产反式-1,4-二氯-2-丁烯,则易污染环境。并且双格氏反应较难控制,造成大量副产物产生,不易工业化生产。

1.5以2-(3-氯-1-甲基-丙烯基)-5,5-二甲基-1,3-二噁烷为起始原料的合成路线

Hagen等在1994年以苯亚磺酸钠为连接剂,2-(3-氯-1-甲基-丙烯基)-5,5-二甲基-1,3-二噁烷为原料合成十碳双醛;反应路线如图7所示[12-14]。

图7 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成路线FIG.7 Synthesis route of 2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

此反应的条件较温和,所用原料廉价易得;但是收率较低,约15%;副产物不易回收套用,造成成本较高。

1.6以异戊二烯为起始原料的合成路线

1999年,Hojin Luoi等[15]人报道了以硫化钠为连接剂的合成方法;其工艺路线如图8所示:

图8 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成路线FIG.8 Synthesis route of 2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

此工艺以异戊二烯为起始原料,原料价格较低;根据工艺路线可以看出,总反应7步反应,每步反应单步收率80%~90%,造成总收率偏低,造成大量副产品需要处理,也不是首选工艺。

1.7以甲酸甲酯与丙醛为起始原料的合成路线

James H.Babler等[16]以丙醛和甲酸甲酯进行Claisen缩合反应,再酯化、格氏反应、Lindar催化、脱水等步骤制备十碳双醛。具体工艺路线如图9所示:

图9 2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛合成路线FIG.9 Synthesis route of 2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

此路线甲酸甲酯与丙醛发生Clasien缩合反应时,容易自身的Adol羟醛缩合,副反应较多,收率偏低,不易工业化。

2 结束语

十碳双醛为类胡萝卜素合成的关键中间体,已报道的诸多工艺路线都存在一定的问题,限制了十碳双醛和类胡萝卜素的发展,开发一条低廉、环保、高收率的十碳双醛工艺,直接关系到类胡萝卜素系列产品生产厂家的综合国际竞争力。

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The Summary of the Synthesis of 2,7-Dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial

ZHU Shao-ming,XU Xin-de,ZHANG Li-hua,GENG Wei,LIU Zhen-yong
(Xinchang Pharmaceutical Factory,Zhejiang Medicine Co.,Ltd.,Xinchang,Zhejiang 312500,China)

2,7-Dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial(abbreviation“Ten carbon double aldehyde”,C10),is the key intermediates for the synthesis of carotenoids.First,structure and application of C10 were briefly introduced;Then,synthetic route of C10 reported in patents and literature were comprehensive reviewed,and pointed out the advantages and disadvantages of these synthesis process,while the process needs to be improved was briefly descripbed.At the end,the future research direction of C10 was proposed,which provides an important reference value for the synthesis of C10 and carotenoids.

2,7-dimethylocta-2,4,6-triene-1,8-dial;carotenoids;intermediate;synthetic route

1006-4184(2016)7-0018-05

2016-02-24

竺少铭(1983-),男,工程师,硕士,主要从事天然药物及其结构改造工作。E-mail:wszsming2007@126.com。

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