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西瓜酮作为香精香料的一种,现在已广泛用于化妆品、食品中,因此对西瓜酮的合成工艺研究具有重要意义。本文采用4-甲基邻苯二酚和氯乙酸二甲酯为起始原料,经Williamson反应,Dieckmann缩合反应和水解脱缩反应制得目的产物西瓜酮。
考察了Williamson反应过程中催化剂种类及其用量、原料配比、反应温度等单因素的变化,最终确定Williamson反应的适宜工艺条件为:采用混合碱(K2CO3:KOH=1)为催化剂,碱的用量与4-甲基邻苯二酚的摩尔比为4:1;原料(4-甲基邻苯二酚:氯乙酸甲酯)的摩尔比为1:3.5;DMF(N,N-二甲基甲酰胺)为溶剂;反应温度60℃;反应时间10h。中间产物4-甲基邻苯二酚二乙酸二甲酯的收率可达78.6%。
由中间产物4-甲基邻苯二酚二乙酸二甲酯经Dieckmann缩合反应得7-甲基-3,4-二氢-2H-2-甲氧基羰基-1,5-苯并二氧杂卓-3-酮,产物未经分离直接进行水解脱缩反应得到目的产物西瓜酮,并通过改变催化剂种类及其用量、溶剂、反应温度等条件最终确定:叔丁醇钾粉为催化剂,叔丁醇钾与4-甲基邻苯二酚二乙酸二甲酯的摩尔比为2:1;THF(四氧呋喃)为溶剂;溶剂用量为70ml(在4-甲基邻苯二酚二乙酸二甲酯3.72g的情况下);反应温度70;反应时间1.5h为适宜的工艺条件。西瓜酮的收率可达73.2%。
经Williamson反应和Dieckmann反应及水解脱缩反应。西瓜酮的最终收率为57.5%。
同时考察了西瓜酮的一步合成法,最高收率为18.7%。