紫苏醇的性质用途及制备

紫苏醇的性质用途及制备

简介：本文介绍了紫苏醇的合成方法,分析了各合成路线的关键步骤,讨论了各种方法的特点,介绍了2 ,102环氧蒎烷液相重排合成紫苏醇的各种Bronsted 酸催化剂。

关键词：紫苏醇；合成；液相重排；

一性质

紫苏醇(1) ,俗称二氢枯草醇,学名[ 42异丙烯基212环己烯]甲醇,具有

温暖的草香、稍有木香和花香,类似芳樟醇和松油醇特殊气味的单环单萜烯

醇。紫苏醇性质稳定,耐热耐酸,不易挥发,其用途十分广泛。

中文名：紫苏醇，二氢枯草醇，。

英文名：perillyl alcohol。

分子式：C10H16O 。

分子量：152.22 。

外观：为无色较稠的液体。

香气：温暖的草香，稍有木香和花香。

折光率（20℃）：1.4960-1.4975 。

比重（25℃/25℃）：0.9510-0.9540 。

沸点：228～229℃

溶解性：不溶于水，溶于乙醇等有机溶剂。

用途：作为单体香料,紫苏醇是赋予枯茗香气、龙涎香气的化合物,可用

于仿制柑橘、香草、水果型的食用香精[1 ] 。作为有机合成重要中间体,紫苏醇

是合成紫苏醛、紫苏葶等的关键中间体[2 , 3 ] ,还可以用来合成农用杀虫剂[ 4 ] 和

昆虫拒食剂[5 ] ;光学活性紫苏醇具有独特的药用效果,用于器官移植,可以降

低同种异体移植物的排斥作用[6 ] ;作为一种治疗及预防癌症的单萜类药物,紫苏醇具有广谱、高效、低毒的抗癌作用特点[7 ] ,国外己经进入临床阶段[8 ] 。

存在形式：紫苏醇以游离态或酯的形式天然存在于柑桔、樱桃、薄荷、香柠檬、姜草、杂薰衣草等多种植物中[ 1 ,9 ] ,是植物甲醛、戊酸代谢途径产生的单萜化合物。原则上,紫苏醇可从天然植物精油中单离获得,如Row 等采用有机溶剂[ 10 ] 或超临界CO2 萃取[ 11 ] 提取紫苏醇。虽然紫苏醇存在于多种天然植物精油中,但因含量太低、分离不易而成本过高,因此化学合成紫苏醇就显得尤为重要。有关紫苏醇的合成,大多采用天然存在的单萜化合物为起始原料,经合适的化学转化来进行的。

二紫苏醇的制备

1. 柠檬烯氧化法

柠檬烯（2）是柠檬油、甜橙油、香柠檬油、莳萝油等天然精油的主要成分，因而其来源丰富。从分子结构看，柠檬烯与紫苏醇具完全相同的分子骨架结构（见右图），在适当的反应条件下，柠檬烯可经氧化转化生成紫苏醇。空气或氧气对柠檬烯的氧化作用或催化氧化曾有广泛的研究，但由于柠檬烯氧化合成紫苏醇是对烯丙位的甲基氢进行氧化，而柠檬烯分子中有5 种不同的烯丙位氢（如上图所示的3、4、6、7 和10 位上的氢），因而通常氧化反应的产物十分复杂，紫苏醇的选择很低。如用空气或氧气对柠檬烯进行氧化，发现有反式香芹醇（3）和香芹酮（4）、反式-8-对孟烯-1，2-二醇（5）、顺，反-2，-8对孟二烯1-1醇（6）、顺式香芹醇（7）、1，8-对孟二烯-4-醇（8）和紫苏醇等多种含氧单环单萜化合物生成（见图1）。

图(1) 柠檬烯氧化产物的结构

柠檬烯催化氧化所用催化剂主要有钯和钴的络合物。Comes 等研究了Co （OAc）2/NaBr催化的柠檬烯氧化反应，在乙酸溶剂中，柠檬烯烯丙位氢氧化产物的选择性很低Sliva 等用CoCl2作催化剂，研究了乙酸和乙腈溶剂中柠檬烯的氧化反应。结果表明，乙腈溶剂中60摄氏度反应4h，柠檬烯转化率约为40%，3种主要氧化产物4、7、9 的选择性分别约为"20%、20% 和40%乙酸作溶剂时则主要生成二醇及相应的酯类化合物。二氧化硒也可对其进行选择性氧化，氧化产物中只含有极少量的紫苏醇和紫苏醛；光引发的自动氧化也有报道。近年来，对柠檬烯的生物转化合成光学活性紫苏醇也有报道。例如，Duetz等用微生物细胞中的单氧酶氧化d-柠檬烯可制备（+）或（-）-紫苏醇。

2.β一蒎烯直接氧化法

Willing等在含有氯化亚铜、苯甲酸铜的乙腈中用过氧化二苯甲酰氧化β-蒎，获得主要产物反式香芹醇(产率29．4％ )和少量的紫苏醇。夏克坚等采用同样的方法进行β-蒎烯的氧化反应，紫苏醇产率为73％。南京林业大学程芝等用四乙酸铅作氧化剂β-蒎烯经氧化或氧化酯化、皂化制得紫苏醇，优化条件下紫苏醇收率可达45％。

直接氧化法所得紫苏醇产率太低，且产物十分复杂，难以分离提纯，因此应用价值不大。

3、以α-蒎烯为原料合成

以α-蒎烯为原料合成紫苏醇有2种方法，其一是以二氧化硒SeO2为氧化剂在醋酸-醋酐混合溶剂中发生烯丙位选择氧化或氧化-酯化反应，生成桃金娘烯醇(5a)及其乙酸酯(5b)，再经异构化、皂化即得1；

图中X-H或OAc。该法所用氧化剂剧毒。即使痕量的氧化剂存在，也会影响产品的香气，有异味产生。而且存在重金属对环境的污染问题；此外，烯丙基的氧化反应的选择性不高，异构化反应条件苛刻(高温、真空)也影响产品的收率和纯度。

4、β-蒎烯环氧化物重排法

Bluthc等利用β-蒎烯环氧化物在汞离子存在下与水作用，首先生成二醇，再在稀硫酸催化下脱水后可定量地转化成紫苏醇；这一方法在Synarome 等的一份专利中也有报导，据称紫苏醇的得率可达98％，但反应中硫酸汞的用量几乎是环氧蒎烷的一倍，实为不足之处。

β-蒎烯环氧化物在酯酸钠存在下与羧酸RCOOH (R= H、Me、Et、tPr)反应可转化成醇和(R= H、Me、Et、tPr)反应可转化成醇和相应酯的混合物，经水解可制得紫苏醇。

三2，10环氧蒎烷液相重排合成

2，10-环氧蒎烷的酸催化异构化是综合利用我国资源丰富的松节油中的β蒎烯来合成紫苏醇的最有效的途径，由于2，10-环氧蒎烷可以很方便地由β-蒎烯经环氧化反应制备，这也为β-蒎烯资源的综合利用提供了一条新途征(图3)。

许多固体酸对该反应都有一定的催化活性，Al-an Francis等采用硅藻