麝香酮的合成

李茹

【摘 要】以尼龙-11的下脚料11-溴代十一酸为原料,经4步反应合成了DL-麝香酮,总收率32.1%.产物及部分中间体的结构经元素分析、IR,1H NMR和MS确认. 【期刊名称】《合成化学》 【年(卷),期】2004(012)003 【总页数】3页(P222-224)

【关键词】麝香酮;11-溴代十一酸;2,15-十六烷二酮;合成 【作 者】李茹

【作者单位】西安交通大学环境与化学工程学院,陕西,西安,710049;西安工程科技学院环境与化学工程学院,陕西,西安,710048 【正文语种】中 文 【中图分类】O624.4

麝香酮(Muscone)即3-甲基环十五酮(3-Methyl-cyclopentadecanone)是麝香的主要成分，麝香不仅是名贵的香料，又是临床上不可缺少的贵重药材。由于天然资源极其有限，特别是麝作为珍稀动物被保护后，天然麝香来源紧张，价格昂贵，半个世纪以来科学工作者一直在探索人工获得麝香的方法，而麝香酮的合成则是有机合成者追求的目标。

本文以尼龙-11的下脚料11-溴代十一酸作为初始原料，设计出一条步骤少、产率

高、可大批量生产的有望工业化的合成麝香酮的新方法。新合成路线(Scheme 1)由4步构成：(1) 采用洪赛迪克尔—博罗丁银盐脱羧溴化作用的Cristol改良法[1]由11-溴代十一酸(1)合成1，10-二溴癸烷(2);(2) 2与乙酰乙酸乙酯在乙醇钠的作用下反应后，水解生成2，15-十六二酮(6);(3) 6在碘化乙基锌环合剂作用下选择性的发生分子内环合生成去氢麝香酮(7);(4) 7在催化剂(5% Pd-C)作用下催化氢化还原为麝香酮(8)。 1 实验

1．1 仪器与试剂

FLASH EA1112型元素分析仪；Shimadzu-IR435型红外光谱仪(NaCl涂片)； DMX-300型核磁共振谱仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；APEXII型FT-ICR质谱仪。

碘乙烷、锌粉、碘、乙酰乙酸乙酯、乙醇、四氯化碳、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯、硫代硫酸钠、无水硫酸镁等均为分析纯；红色氧化汞、硫酸铜、盐酸为化学纯。 2Br(CH2)10CO2H12Br(CH2)10Br2+HgBr2+H2O+CO2↑ (1) (2) ↔↔ 7 (3) (4)

n=10Scheme 1

1，自制，纯度> 98%；锌—铜粉，自制(将硫酸铜5g溶于20mL的水中，加入锌粉20g，使锌粉浸入溶液中，在其表面析出金属铜，干燥后即得)；碘化乙基锌(EtZnI)溶液,自制(在250mL烧瓶中加入锌—铜粉19g，甲苯100mL，乙酸乙酯

5mL，碘10mg及碘乙烷20mL，充分搅拌下回流3h，静置使未反应的锌沉淀后即得)。 1．2 2的合成

将1000mL三口烧瓶用隔光铝薄包起来，装上回流冷凝器，在回流冷凝器上方装一个加料漏斗,向烧饼中加入CCl4 330mL，在其中悬浮红色氧化汞

37g(170mmol)，添加1 58.0g(220mmol)后搅拌下加热至回流，从加料漏斗中快速滴加含Br2 40g(250mmol)的CCl4溶液180mL。滴加完毕取下加料漏斗在冷凝器上口接橡皮管到盛有水的三角瓶中观察气泡数。回流25min～30min，气泡数少于5个/min停止反应。冰水浴中冷却反应液后过滤，滤液用改进的可莱森蒸馏装置蒸去溶剂，然后采用真空蒸馏，收集(160～165)℃/1.2kPa馏分得无色液体2 53.8g,收率81%，m.p.26℃。IR：υ=2920.12，2853.82，1468.84，1441.92，1230.32，642.61cm-1。 1．3 3的合成

在250mL三口烧瓶中加入无水乙醇100mL，金属钠5.1g(220mmol)，待钠完全溶解后，冷却至室温，依次加入乙酰乙酸乙酯52g(400mmol),2 30g(100mmol)和碘化钾0.5g，加毕搅拌回流24h，搅拌下加入40% NaOH水溶液50mL，100℃下水解1.5h，减压蒸去部分乙醇，冷却析出淡黄色固体，过滤,滤饼用混合溶剂[V(乙醇) ∶V(水)=1 ∶2]重结晶得白色片状晶体3 17.8g，收率70%，m.p.26℃。IR：υ=2916.95，2851.04，1467.53，1412.25，1703.31，1375.93，1021.21cm-1。 1．4 7的合成

在1000mL烧瓶中加入EtZnI溶液80mL，甲苯200mL和THF 80mL，烧瓶内温度保持在80℃以下，搅拌下缓慢加入含6 1g(3.94mmol)的140mL混合溶液[V(甲苯) ∶V(THF)=1 ∶1]，加完后保温5h结束反应。待反应液冷却后加入

3mol·L-1HCl使其呈酸性，搅拌静置，分去水层，油层依次用硫代硫酸钠溶液水洗至中性，以无水硫酸镁干燥，蒸去溶剂得淡黄色油状液体，用硅胶柱色谱分离[洗脱液:V(石油醚) ∶V(乙醚)=20 ∶1]得微黄色油状液体7 0.56g,收率56%。元素分析(%)，C16H28O实测值(计算值)：C，81.24(81.36)；H，11.78(11.86)；O，6.83(6.78)。IR：υ=2930，2870，1460，1420，1685，1620，3010cm-1。1H NMR：δ=1.2531～1.327[m，20H,(CH2)n],1.5686～1.8720(m，3H,CH3)，2.1401～2.2059(m，2H,CCH2)，2.3541～2.4262(m，2H,CH2CO)，6.0984～6.1547(d，1H,COCHC)。MS:m/z=236(M+,24.9%)，221(M-CH3，10.6%)，193，179，165，151，137，123，109，95，81，67，53(为相差CH2的碎片离子序列)，98(C6H10O+，100%)，95(C6H7O+，66.8%)，83(C5H7O+，83.3%)，55(55.9%，COC2)，41(59%，H5)。 1．5 8的合成

在250mL三口烧瓶中加入5% Pb-C 0.1g ，无水乙醇100mL，7 1g(4．2mmol),在氢化反应系统中密闭整个装置，用氢气吹扫反应系统，充满氢气后开始搅拌，待反应不再吸氢时停止反应。过滤，滤液蒸去乙醇得油状液体，经硅胶柱分离[洗脱液：V(己烷) ∶V(乙醚)=20 ∶1]得无色油状液体8 0．98g,收率98%(总收率32.1%)。元素分析(%)，C16H28O实测值(计算值)：C，80.62(80.60)；H，12.75(12.68)；O，6.83(6.72)。IR：υ=2930，2870，1460，1420，1700，1110cm-1。1H NMR：δ=0.95(d，J=7Hz，3H，CH3)，1.32[br,23H，(CH2)n]，2.15～2.55(m,4H，CH2COCH2)。MS:m/z=238(M+，35%)，223(M-C，0.6%)，97(C5H9CO+，47%)，86[CH2=C(OH)C3，100%]，69(C3H5CO+，67%)，55(C2H3CO+，92%)，41(C3，59%)。分析数据与文献[3]值吻合。 2 结果与讨论

新合成路线是在Stoll经典环合方法[2]的基础上提出的。Stoll经典环合方法虽然产率比较低，但操作简便且环合的同时引入所需甲基，该法是较为吸引人的。研究者主要从两方面来提高其产率，一方面是寻求简短、高收率地合成2，15-十六烷二酮的方法，以弥补由于环合收率不高而带来的损失；另一方面是提高环合本身的收率[3，4]。本研究就是从这两方面同时出发，在提高了2，15-十六烷二酮的产率的同时寻找到了适合的环合剂——碘化乙基锌，提高了环合的产率，并放大反应，获得了一条合成麝香酮的新方法。

(1) 新路线以尼龙-11的下脚料11-溴代十一酸为原料，价廉易得；变废为宝实现资源再利用，是可持续发展生产的方向。

(2)从合成路线来看：①步骤少、产率高。新路线4步反应的总收率达32.1%。醇酮环合法的步骤长达10步，总产率只有1.5%。②副产物少，产物中无异构体γ-甲基环十五酮。利用一般的分离方法即可得到纯品。③反应条件温和。④反应设备简单。 3 结论

本文合成麝香酮的新路线具有步骤少、产率高、操作简单、反应条件温和、所需反应设备均为常规设备的特点，可望实现工业化生产。 参考文献

[1] 俞凌羽．有机化学中的人名反应[M]．北京：科学出版社，1984：308． [2] Stoll M，Rouve A． New Synthesis of Muscone[J].Helv Chem Acat，1947,30(7)：2019.

[3] Jiro Tsuji，Toshiro Yamada，Mitsumasa Kaito， et al． Efficient Regioselective Aldol Condensation of Methyl Ketones Promoted by Organoalumminum Compounds ,and Its Application to Muscone Synthesis [J].Tetrahedron Lett ，1979，(24):2257-2260.

[4] 陈望忠，焦克芳，谢云德.2,15-十六烷二酮环合反应的研究[J].中国医药工业杂志，1997，28(9)：421-423.