香煙潛香物質
——β-環己烯基異噁唑的合成

2019-03-04 13:22:36馮銀茂吳啟童李有桂

安徽化工 2019年1期

馮銀茂，吳啟童，李有桂

（合肥工業大學化學與化工學院，安徽合肥230009）

β-環己烯基異噁唑化學名稱為3-甲基-5-（2,6,6-三甲基-1-環己烯-1-基）異噁唑[3-methyl-5-（2,6,6-trimethylcyclohex-1-en-1-yl）isoxazole]，簡稱為 β-環己烯基異噁唑，結構式如圖1所示。它是一種香煙潛香物質，具有甜果香、木香和煙草氣息，對于改善煙氣、提高香煙質量起到很好的作用[1]。其來源于紫羅蘭酮，是β-紫羅蘭酮的衍生物。由于煙草本身不含此類物質，要獲得該物質必須通過人工合成方法獲得。迄今為止未見合成此類物質的文獻報道。

圖1 β-環己烯基異噁唑的結構

本文提供了一種相對較為簡單的合成β-環己烯基異噁唑的方法：首先β-紫羅蘭酮與羥胺反應生成肟，然后進行關環反應生成目標產物。由于該方法反應條件溫和，操作簡單，具有放大生產的可能，有很好的應用前景。其合成路線如下：

圖2 β-環己烯基異噁唑合成路線

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

ZF-1型臺式紫外分析儀（上海馳唐電子有限公司）；RE52型旋轉蒸發儀（鞏義市予華儀器有限公司）；3B型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鞏義市予華儀器有限公司）；SHZ-D型循環水式真空泵（鞏義市予華儀器有限公司）；BS124S型電子天平（感量：0.000 1 g，德國Sartorius公司）；超導核磁共振儀（Avance 400 M，德國Bruker公司）；高分辨質譜儀（Waters XEVO G2 Q-TOF）。

β-紫羅蘭酮（95%，湖北巨龍堂化學有限公司）；羥胺（AR，安耐吉化學）。

1.2 β-紫羅蘭酮肟的合成

在25%的水-乙醇溶液中加入4.04 g（95%，20 mmol）β- 紫羅蘭酮和 2.46 g（0.35 mol）鹽酸羥胺，然后攪拌下滴加8 mL的碳酸鉀溶液（碳酸鉀1.38 g/0.01 mol），滴加完畢后，80℃下攪拌反應，TLC跟蹤檢測，反應約6 h完畢，旋蒸除去乙醇，然后加入20 mL的水，用乙醚萃取（30 mL×3），乙醚溶液用無水硫酸鈉干燥，蒸除乙醚得黃色液體3.56 g，產率為86.0%。

1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ 6.50（s,1H）,6.12（s,1H）,2.06（s,3H）,2.01（t,2H）,1.70（s,3H）,1.61（m,2H）,1.46（m,2H）,1.02（s,6H）;13C NMR（400 MHz,CDCl3）δ 165.2,146.5，137.9,130.3,106.4,40.1,34.1,33.3,28.3,28.1,21.7,18.8,15.6。HRMS（ESI）calcd for[C13H21NO]+（[M+H]+）:208.162 7,found 208.162 3.

1.3 β-環己烯基異噁唑的合成

把β-紫羅蘭酮肟（2.07 g，10 mmol）溶解于四氫呋喃（50 mL）中，然后滴加碳酸氫鈉水溶液（20 mL，1.6 M），避光下攪拌，滴加碘化鉀（6.64 g，40 mmol）及碘（3.05 g，12 mmol）的 100 mL水溶液，TLC 跟蹤檢測，60℃下反應約4 h，反應完畢后加入亞硫酸氫鈉飽和溶液（150 mL），乙醚萃取（100 mL×3），乙醚溶液用無水硫酸鈉干燥，蒸除溶劑得棕色目標產物1.54 g，產率為75.1%。

1H NMR （400 MHz,CDCl3）δ 5.8（s,1H）,2.28（s,3H）,2.04（t,2H）,1.68（m,2H）,1.52（m,2H）,1.49（s,3H）,0.93（s,6H）;13C NMR（400 MHz,CDCl3）δ 160.7,158.9,140.8,136.8,100.5,39.6,34.9,32.8,27.7,27.1,20.4,18.7,12.3.

HRMS（ESI）calcd for[C13H21NO]+（[M+H]+）:208.162 7,found 208.162 3.

2 結果與討論

2.1 β-紫羅蘭酮肟的合成

分別考查了反應時間、反應溫度等主要反應條件對產率的影響（見表1）。

表1 反應條件對β-紫羅蘭酮肟產率的影響Tab.1 Effect of reaction conditions on yield of β-Ionone oxime

從表1可見，反應溫度和反應時間對反應都有很大的影響。在時間不變的情況下（6 h），隨著反應溫度的升高，反應產率增加，但當溫度超過80℃后，產率基本不變化；當反應溫度保持不變，隨著反應時間的延長，反應產率也在增加，但當反應時間超過6 h后，隨著反應時間的延長，反應產率基本不變。綜上所述，此步反應的最佳反應溫度是80℃，反應時間是6 h。