惕格酸的制备及应用

背景及概述

惕格酸(Tiglic acid)，又名反式-2-甲基巴豆酸，反式-2-甲基-2-丁烯酸，FEMA号3599，CAS号80-59-1。自然界中存在于芹菜叶中，嗅觉上具有焦糖甜味、烘烤暖香、酸辣及熟水果香气，口味上具甜、烘烤、水果和果酱味。

应用

惕格酸作为香料可直接用于朗姆、焦糖、面包、水果、果酱香精配方中，它的酯类产品在香精配方中具有更广泛的用途。惕格酸的顺反异构化产物当归酸(Angelic acid)及其酯也具有重要的香料方面用途。

制备

惕格酸的合成较为常见的方法是3-甲基-3-戊烯-2-酮氧化法。如中国专利(公开号CN 105439848A [1]公开的乙醛或者三聚乙醛与丁酮缩合反应得到3-甲基-3-戊烯-2-酮，之后再用次氯酸钠氧化得到惕格酸，反应的副产物是氯仿。次氯酸钠氧化工艺相对比较危险，且产生的副产物卤仿毒性比较大，污染比较严重。

本文提供了一种简便合成惕格酸的方法，通过格氏试剂与丙酮酸或α-丁酮酸，在HMPA(六甲基磷酰三胺)或DMPU(1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2-嘧啶酮)作为助剂的常温条件下，发生加成反应得到2-羟基-2-甲基丁酸，记为中间体III；然后，中间体III在质量浓度不小于67％的硫酸溶液作用下，加热发生脱水反应得到惕格酸。

图1 惕格酸的合成路线图

实验操作：

往2L的反应瓶中，加入镁屑17.5克，四氢呋喃200克，氮气保护下，往其中滴加溴乙烷77.34克的四氢呋喃(200克)溶液，滴加入少量溴乙烷溶液，待格氏引发后，继续滴加完毕，35℃下搅拌0.5h。

乙基格氏试剂制备好后，往其中加入HMPA 2.5克。体系温度降至20℃，往其中缓慢滴加丙酮酸25克，内温控制在40℃以内，滴加完毕后，反应2小时。降温至10-15℃，往其中滴加15％的硫酸200克，调节pH至3-4，乙酸乙酯萃取(3×150mL)，有机相减压浓缩得中间体III 28克，收率83.5％。

取37克浓硫酸，缓慢加入水18.5克配制成67％含量的硫酸溶液。往其中加入18.5克的中间体III，外温加热至140℃回流反应。降温至冰浴，往其中滴加30％的氢氧化钠溶液100克，调节pH至3～4，乙酸乙酯萃取三次(3×70mL)，浓缩得15克粗品，粗品加入乙醇的水溶液(m/m＝1/3)40克重结晶，抽滤干燥得白色结晶惕格酸12克，收率76.5％。

参考文献

[1] CN 105439848A