33704-61-9 / 開司米酮的應用

背景及概述^[1]

開司米酮具有強烈、持久而又甜潤的麝香木香香氣，并有濃郁的花香。外觀為淡黃色液體，室溫下有時為晶狀固體，沸點93～106℃/400Pa。根據美國IFF公司提供的資料，開司米酮的急性毒性數據：口服LD502.9g/kg(大鼠)。美國IFF公司生產開司米酮，其產品規格為：含量不少于90%(色譜法，系為異構體總量，主峰約為85%)，d2040.955～0.963，n20D1.497～1.502，閃點>100℃。工業上生產開司米酮，以五甲基茚滿為原料，使用雷尼鎳作為催化劑，經選擇性氫化先制取四氫五甲基茚滿，再使用重鉻酸鈉同冰醋酸之混合物作為氧化劑進行氧化，便獲得開司米酮。

應用^[2-3]

開司米酮最早是由美國國際香料公司(I.F.F.)于上世紀70年代研究成功的一種麝香香料化合物。它具有濃郁的麝香、花香并帶有龍涎氣息，是配制高級香水和化妝品用香精的原料，特別為調香師所寵愛。如有研究開發一種香水，尤其是一種梅花香香水，其組分重量配比為：4~6%茉莉精油、7~10%的沉香精油、2~5%的棧香精油、2~4%的麝香、2~4%的檀香精油、4~8%的丁香精油、2~4%的藿香精油、1.5~2%的零陵香精油、2~6%的熏衣草精油、1~2%的甲香精油、0.2~0.5%的龍腦香精油、0.01~0.02%的二氫茉莉酮酸甲酯、0.01~0.03%的乙酸蘇合香酯、0.02~0.04%的甲位突厥烯酮、0.01~0.05%的開司米酮、0.01~0.03%香豆素，余量為酒精。它具梅花的香味，留香持久，前調是梅花香的花香，中調是較低沉的木香，后調是麝香，安全無毒，不添加任何色素，對皮膚無刺激。

制備^[2]

1）制備1，1，2，3，3-五甲基-4，5，6，7-四氫茚滿

在裝有攪拌器、溫度計和氫氣導氣管的1000mL不銹鋼高壓釜中，加入300g五甲基茚滿和3g5%鈀/碳催化劑。先用氫氣排空高壓釜內的空氣，反復3次，然后將氫壓加到2.94MPa，加熱攪拌至溫度為130℃時開始吸氫。氫化反應略有放熱，注意保持溫度在130℃左右，氫壓保持在2.9~4.9MPa，大約經過8~10h后，吸氫速度明顯降低，吸氫量接近理論量時，結束氫化反應。冷卻放料，過濾掉催化劑(待下批循環使用)，得到氫化液約300g。分析得出五甲基四氫茚滿的含量為55%~60%。以其作為下一步氧化反應的原料。

2）氧氣氧化五甲基四氫茚滿制備茚滿酮、醇

在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器和氧氣導氣管的300mL玻璃瓶中，加入100g原料(含五甲基四氫茚滿55%)，5g催化劑醋酸鈷，加熱攪拌反應物，慢慢通入氧氣。當反應溫度達到100℃時，內溫自動上升，氧化反應劇烈，注意控制溫度不要超過110℃，氧化在4~5h內完成。取樣分析，反應液中五甲基四氫茚滿的含量降至10%~15%、茚滿醇含量為10%~15%、茚滿酮含量為15%~20%時，反應即停止。五甲基四氫茚滿轉化率接近80%，茚滿酮、醇總得率為理論量的50%左右。

3）重鉻酸鈉氧化五甲基四氫茚滿制備茚滿酮

在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器和加料漏斗的1000mL玻璃瓶中，加入100g原料(含五甲基四氫茚滿55%)，加熱攪拌至內溫50℃。然后通過加料漏斗慢慢滴加150g含兩分子結晶水的重鉻酸鈉溶于600g冰醋酸的溶液，反應略有放熱，保持溫度在50~100℃之間，2h加完，然后在100℃下繼續反應4h結束。取樣分析反應液中含五甲基四氫茚滿30.9%，轉化率為40%左右，不含茚滿醇，茚滿酮含量9.7%，得率17.6%。

4）兩步氧化五甲基四氫茚滿制備茚滿酮

在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器和氧氣導氣管的3000mL玻璃瓶中，加入440g原料(含五甲基四氫茚滿55%)，22g催化劑醋酸鈷，加熱攪拌反應物，慢慢通入氧氣。當反應溫度達到100℃時，內溫自動上升，氧化反應劇烈，注意控制溫度不要超過110℃，氧化在8h內完成。取樣分析，反應液中五甲基四氫茚滿含量降至9.2%、茚滿醇含量為12.4%、茚滿酮含量為18.1%時，反應即停止。五甲基四氫茚滿的轉化率可達83.8%，茚滿酮、醇的總得率為理論量的55.5%。將氧氣導氣管換成加料漏斗，向其中加入110g含兩分子結晶水的重鉻酸鈉和440g冰醋酸配制的氧化液。

在攪拌下，于反應瓶內溫50~100℃之間慢慢滴加氧化液，2h滴完，繼續反應1h后停止。對反應液進行分析，含五甲基四氫茚滿8.9%，轉化率83%，茚滿醇含量為1.4%，茚滿酮含量為28.2%，酮理論得率51.3%。在兩次氧化的反應液中加入1000mL水和500mL甲苯洗滌萃取，甲苯液再用堿水和清水洗滌兩次。油層回收甲苯至完全，殘留物進行真空分餾，收集82℃/0.266kPa的餾分104g為茚滿段，可回收部分五甲基四氫茚滿；收集110~112℃/0.266kPa的餾分108g為產品，含茚滿酮90.9%，產品理論得率45.0%。

主要參考資料

[1] 合成香料技術手冊

[2] 開司米酮的合成研究

[3] CN201410491222.8一種梅花香香水