诺卡酮及其制造方法与流程
本发明涉及诺卡酮及其制造方法，具体而言，制造方法为金属催化剂催化合成诺卡酮的制造方法。
背景技术：
1、诺卡酮(nootkatone)是一种天然的倍半萜烯类化合物,中文别名为4,4a,5,6,7,8-六氢-4,4a-二甲基-6-(1-甲基乙烯基)-2-萘酮，其存在于圆柚油、柚子皮油、黄柏油等天然精油中，又被称为圆柚酮。它被认为是葡萄柚气味和风味的主要化学成分之一，可用于各种香精和调味剂配方中，主要用于化妆品、软饮料食品等领域。研究发现，该化合物还具有驱虫和改善认知功能损伤的神经保护等功能。
2、过去诺卡酮主要从天然精油中提取，这种生产方式导致诺卡酮的价格极其昂贵。随着科学技术的发展，研究人员对诺卡酮的生物合成途径进行研究揭示了和其立体结构类似的瓦伦烯是合成诺卡酮的前体。因此相关专利和文献报道瓦伦烯在氧化剂(如次氯酸钠、过氧化氢等)作用下得到诺卡酮，然而氧化过程难以控制，造成原料大部分生成副产物，诺卡酮的产率较低，无法实现工业化生产。
技术实现思路
1、本发明提供一种新的催化体系，该催化体系为钴金属催化剂和自由基引发剂，利用空气或者纯氧，可以用于瓦伦烯氧化诺卡酮。该催化体系用量较少，操作简便、生产成本低廉，诺卡酮转化率可以达到80％以上。经过重结晶，诺卡酮的纯度可以达到98％以上。
2、本发明公开了一种瓦伦烯在钴金属催化剂和自由基引发剂作用下制备诺卡酮的制备方法，具体的技术方案如下:
3、第一方面，本发明提供一种诺卡酮的生产方法，其中，在金属催化剂和自由基引发剂的存在下，通入氧化性气体将瓦伦烯氧化而制备诺卡酮。
4、在优选的一个实施方式中，所述诺卡酮的生产方法包括以下工序：
5、氧化工序：在反应容器中加入瓦伦烯和第一有机溶剂，然后加入自由基引发剂和金属催化剂，设置反应温度，一遍搅拌将上述物质混合均匀，一边向其中通入氧化性气体，进行氧化直至瓦伦烯含量小于5.0％，停止通气并终止反应；
6、回收工序：氧化反应结束后，回收第一有机溶剂，加入第二有机溶剂和水，进行萃取，然后除去第二有机溶剂得到诺卡酮粗品i，对得到的诺卡酮粗品i进行蒸馏或减压蒸馏或精馏，得到诺卡酮粗品ii；
7、重结晶工序：使诺卡酮粗品ii溶解于第三有机溶剂后，降温使结晶析出，进行过滤、清洗、干燥后，得到白色诺卡酮晶体。
8、在优选的一个实施方式中，所述金属催化剂为选自钒催化剂、钴催化剂、锰催化剂以及有机鎓中的一种以上；
9、优选地，所述金属催化剂为钴催化剂；
10、更优选地，所述钴催化剂为选自碳酸钴水合物、无水氯化钴(ⅱ)、硫酸钴水合物、乙酰丙酮钴(ii)、乙酰丙酮钴(ii)水合物、乙酰丙酮钴(iii)、四水合醋酸钴、四苯基卟啉钴(ii)、四对甲苯基卟啉钴(ii)、双(环戊二烯)钴、二羰基环戊二烯基钴、柠檬酸钴(ii)水合物、异丙醇钴、钨酸钴、硫化钴(iv)、羟钴胺盐酸盐、钴原卟啉ix氯化物、三羰基亚硝基钴以及n,n′-二水杨醛乙二胺钴(ii)中的一种以上；
11、进一步优选地，所述钴催化剂为选自四对甲苯基卟啉钴(ii)以及双(环戊二烯)钴中的一种以上。
12、在优选的一个实施方式中，所述自由基引发剂为酰亚胺化合物；
13、优选地，所述酰亚胺化合物为n-羟基酰亚胺化合物；
14、更优选地，所述酰亚胺化合物为选自n-羟基邻苯二甲酰亚胺、n，n'-二羟基均苯四酸亚胺(ndhpi)、n-羟基邻磺酰苯甲酰亚胺(nhs)、n，n'，n”-三羟基异氰尿酸(thica)、n-羟基-3，4，5，6-四苯基邻苯二甲酰亚胺(nhtppi)以及3-吡啶甲基-n-羟基邻苯二甲酰亚胺(py-nhpi)中的一种以上；
15、进一步优选地，所述酰亚胺化合物为选自n-羟基邻苯二甲酰亚胺、n，n'，n”-三羟基异氰尿酸(thica)以及n-羟基-3，4，5，6-四苯基邻苯二甲酰亚胺(nhtppi)中的一种以上。
16、在优选的一个实施方式中，所述氧化性气体包括空气、氧气、含氧气的废气；
17、优选地，所述氧化性气体为空气或氧气。
18、在优选的一个实施方式中，所述金属催化剂与所述瓦伦烯的摩尔比为0.01-0.2，优选地，所述金属催化剂与所述瓦伦烯的摩尔比为0.05-0.1；
19、氧化工序中的反应温度为30-120℃，优选地，氧化工序中的反应温度40-80℃，更优选地，氧化工序中的反应温度40-45℃；
20、氧化工序中的反应时间为15-50小时，优选地，氧化工序中的反应时间为20-50小时，更优选地，氧化工序中的反应时间为24-30小时。
21、在优选的一个实施方式中，所述第一有机溶剂为选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、草酸二甲酯、草酸二乙酯、乙腈、丙腈、丁腈以及苯甲腈中的一种以上，优选地，所述第一有机溶剂为选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯以及乙酸异丙酯中的一种以上，更优选地，所述第一有机溶剂为乙酸乙酯；
22、所述第二有机溶剂为选自甲苯、二甲苯、石油醚、正庚烷、正己烷以及戊烷中的一种以上；优选地，所述第二有机溶剂为石油醚；
23、所述第三有机溶剂为选自正庚烷、石油醚，正己烷以及戊烷中的一种以上；优选地，所述第三有机溶剂为正庚烷。
24、在优选的一个实施方式中，在氧化工序中，瓦伦烯含量通过气相色谱进行检测，瓦伦烯含量小于5.0％时，停止通气并终止反应。
25、在优选的一个实施方式中，在重结晶工序中，使诺卡酮粗品ii溶解于第三有机溶剂后，降温至-5℃使结晶析出，搅拌8小时后进行过滤；优选地，使诺卡酮粗品ii溶解于第三有机溶剂后，降温至-5℃使结晶析出，搅拌20小时后进行过滤。
26、更优选地，在重结晶工序中，将诺卡酮粗品ii用第三有机溶剂溶解后，降温至-5℃以下析晶，搅拌8小时后过滤，滤饼用相同的有机溶剂c淋洗后得到诺卡酮潮品。诺卡酮潮品再经冷冻干燥后，得到白色诺卡酮晶体，纯度98.2％。
27、在另一方面，本发明提供一种诺卡酮化合物，其特征在于，是通过上述诺卡酮的生产方法制备得到的。
28、此外，氧化反应常常带来爆炸的风险，本发明使用了空气或氧气作为氧化剂，使得反应危险性大大降低，后处理工艺的有机溶剂容易实现回收利用，粗产品经多步纯化工艺后，容易获得纯度更高的合格产品，且反应催化剂用量较低，整体工艺对环境十分友好。
技术特征：
1.一种诺卡酮的生产方法，其特征在于，在金属催化剂和自由基引发剂的存在下，通入氧化性气体将瓦伦烯氧化而制备诺卡酮。
2.根据权利要求1所述的诺卡酮的生产方法，其特征在于，所述诺卡酮的生产方法包括以下工序：
3.根据权利要求1或2所述的诺卡酮的生产方法，其特征在于，所述金属催化剂为选自钒催化剂、钴催化剂、锰催化剂以及有机鎓中的一种以上；
4.根据权利要求1至3中任一项所述的诺卡酮的生产方法，其特征在于，所述自由基引发剂为酰亚胺化合物；
5.根据权利要求1至4中任一项所述的诺卡酮的生产方法，其特征在于，所述氧化性气体包括空气、氧气、含氧气的废气；
6.根据权利要求2至5中任一项所述的诺卡酮的生产方法，其特征在于，
7.根据权利要求2至6中任一项所述的诺卡酮的生产方法，其特征在于，
8.根据权利要求2至7中任一项所述的诺卡酮的生产方法，其特征在于，在氧化工序中，瓦伦烯含量通过气相色谱进行检测，瓦伦烯含量小于5.0％时，停止通气并终止反应。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的诺卡酮的生产方法，其特征在于，在重结晶工序中，使诺卡酮粗品ii溶解于第三有机溶剂后，降温至-5℃使结晶析出，搅拌8小时后进行过滤；优选地，使诺卡酮粗品ii溶解于第三有机溶剂后，降温至-5℃使结晶析出，搅拌20小时后进行过滤。
10.一种诺卡酮化合物，其特征在于，是通过权利要求1至9中任一项所述的诺卡酮的生产方法制备得到的。
技术总结
本发明涉及一种诺卡酮及其制造方法，更具体而言，本发明涉及一种诺卡酮的生产方法，其中，在金属催化剂和自由基引发剂的存在下，通入氧化性气体将瓦伦烯氧化而制备诺卡酮。
技术研发人员：叶紫玲,黄敏坚,乔建成,周显亮,杨宁
受保护的技术使用者：武汉合生科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23