麝香（musk）是雄性鹿科動物香囊中的分泌物，是一種極其珍貴的香料，早在東漢時期麝香就被稱作香料之王。通常香精中只要加入萬分之一的麝香，就能使香氣變得柔和誘人且經(jīng)久不散，因而它是高檔香精中不可缺少的定香劑。除了用于香料，麝香在《神農(nóng)本草經(jīng)》和李時珍《本草綱目》等醫(yī)藥典籍記載中都是上品中藥，具有鎮(zhèn)心安神、通諸竅、開經(jīng)絡、透肌骨等功效，在醫(yī)藥領域具有重要的用途。

麝香的成分非常復雜，直到現(xiàn)在人們都沒能將麝香中的有效成分完全分離提純，特別是不同地區(qū)生產(chǎn)的麝香所含化學成分也有較大差異。研究發(fā)現(xiàn)，麝香中的芳香成分是占比2-5%的大環(huán)酮類化合物麝香酮（muscone），也是麝香中的主要活性成分，另外還含有少量的麝香吡啶和降麝香酮等。目前人們從可溶性的麝香醚中已分離出數(shù)十個雄甾烷衍生物，質(zhì)量較好的麝香中雄甾烷衍生物的含量約在0.5%左右。此外，麝香中還富含脂肪酸、膽固醇、酯和無機鹽等成分。麝香化學成分研究的另一重要進展是人們發(fā)現(xiàn)麝香水浸物具有抗炎作用，并從中分離出具有抗炎作用的高分子量的多肽類物質(zhì)。

麝香中的代表性化學成分

麝香酮是天然麝香中最具生理活性的組分，也是天然麝香珍奇香氣的主要來源，有數(shù)據(jù)表明它的香氣閾值極低（0.01*10^-6~0.001*10^-6），因而麝香酮在香精中能發(fā)揮優(yōu)異的定香、烘托、圓潤與和諧等作用，麝香型香水也成為國際上常用的香型深受消費者青睞，但由于天然麝香的來源特別稀缺也造成其國際市場價格不菲。幸運的是，隨著中外文化的融合以及質(zhì)量上乘的合成麝香酮被廣泛用于香料制作，目前麝香型香料制品在國內(nèi)也相當普及。

我國藥典中，麝香酮具有興奮神經(jīng)中樞、呼吸中樞和心臟，促進多種腺體分泌的作用，是治療神志昏迷的重要藥物。同時又以通諸竅、開經(jīng)脈、透肌骨，內(nèi)治中風，中氣、中惡及小兒驚厥、外治跌打損傷及疫毒等癥而著稱。目前，利用麝香酮代替天然麝香制成的中成藥用于治療冠心病、小兒高燒、急性腸胃炎、跌打損傷、乳腺炎、淋巴結(jié)核、扁桃腺炎、腮腺炎等疾病均收到良好療效。需要指出的是，麝香因含有濃郁氣味，可能對孕婦產(chǎn)生不利影響，刺激子宮快速收縮，增加胎動不安或流產(chǎn)的幾率，故中醫(yī)學認為麝香有催產(chǎn)下胎之效，主張孕婦禁用。受此啟發(fā)，許多影視作品例如《后宮甄嬛傳》中都會出現(xiàn)麝香導致宮中妃嬪不孕的橋段，事實上單憑使用麝香而直接導致女子終身不孕的機會非常低。

麝香酮在醫(yī)藥和香料工業(yè)上均有重要用途，但天然麝香來源少且不易獲得，尤其是隨著生態(tài)平衡失調(diào)，天然麝香的資源日趨匱乏。為避免民間私自盜獵，麝香與犀角、牛黃、羚角等動物源藥材一同被我國國家藥品監(jiān)督管理局列為國家管制藥材，嚴禁私自買賣，并實行價格管制，而且天然麝香也只允許在少量特定中成藥中投放。曾經(jīng)人們也試圖通過人工飼養(yǎng)麝鹿，采用活體取香的方式獲得麝香，但雄性麝鹿性格暴躁，香囊又是它們的必備之物，雄麝往往在取香之后死亡，多年來人工飼養(yǎng)活體取香都沒能收到理想效果。

鑒于天然麝香應用廣泛但來源稀缺的現(xiàn)狀，麝香酮的化學合成自然吸引了不少化學家的興趣，自1926年麝香酮的結(jié)構(gòu)被Ruzicka等人確定后，不單是麝香酮，許多具有麝香香氣的大環(huán)化合物都成了熱門的研究課題。迄今已有超過百種此類化合物被報道，但僅僅只有11種實現(xiàn)了商品化，大批量應用的困難在于這些合成路線冗長且成本高。目前，國內(nèi)外研究人員對合成麝香酮的報道較多，歸結(jié)起來主要包括環(huán)十五烷酮的甲基化法、環(huán)酮擴環(huán)法和閉環(huán)法等，此處僅介紹兩種較為經(jīng)典的合成方法。

一、環(huán)十五烷酮的甲基化法

該方法是最直接的麝香酮合成方法，只需要在母核環(huán)十五酮的3號位引入甲基即可。早在1971年，Mookherjee等人就報道了以環(huán)十五酮為基本原料，經(jīng)過五步反應制備麝香酮的方法，首先將羰基用縮酮形式進行保護，a位引入鹵素后堿性條件消去得到雙鍵，脫保護后即得a, b-不飽和酮，最后利用格氏試劑進行Michael反應即可以較高產(chǎn)率獲得麝香酮。

環(huán)十五烷酮的甲基化法合成麝香酮

二、閉環(huán)法

閉環(huán)法顧名思義就是通過開鏈化合物分子內(nèi)成環(huán)的方法，這些閉環(huán)方法包括羥醛縮合、自由基加成、1, 3-偶極環(huán)加成等。除了上述方法，烯烴復分解反應（olefin metathesis）尤其是“關環(huán)復分解（Ring-closing metathesis，RCM）”反應已經(jīng)成為有機合成，特別是復雜天然產(chǎn)物全合成領域構(gòu)建環(huán)狀化合物最高效的方法之一。2000年，Hagiwara等人以（R）-香茅醛（citronellal）為起始原料，經(jīng)過多步合成開鏈環(huán)化前體，利用Grubbs’ catalyst即可得到含雙鍵的十五元環(huán)酮，最后只需Pd/C氫化就能得到手性純的麝香酮產(chǎn)物。

RCM反應閉環(huán)法合成手性純的麝香酮

酯類化合物與生俱來的特殊氣味促使化學家們尋找具有麝香氣味的酯類化合物。1927年人們從當歸根油中提取出具有麝香氣味的環(huán)十五內(nèi)脂，隨后又在黃葵類植物中提取到含不飽和鍵的黃葵內(nèi)酯，并由此發(fā)現(xiàn)環(huán)的大小與香味有直接關聯(lián)，一般含有14-19個碳原子的環(huán)狀化合物才具有麝香的香味。受此啟發(fā)，后來又有不少結(jié)構(gòu)類似的化合物，例如十五烯內(nèi)酯、甲基十四烯內(nèi)酯等被相繼發(fā)現(xiàn)并成功應用于商品化的香水制品。

具有麝香氣味的大環(huán)內(nèi)酯化合物

2, 4, 6-三硝基甲苯（Trinitrotoluene，TNT）是常見的炸藥，至今仍大量應用在軍事和工業(yè)領域，1888年Albert Baur嘗試制備一種超強TNT，即在TNT的基礎上引入更多的烷基，他以間二甲苯為原料，引入叔丁基后再硝化得到了3, 5-二甲基-2, 4, 6-三硝基-4-叔丁苯，遺憾的是這種新物質(zhì)的爆炸性并沒有想象那么強，但意外的是它具有麝香的香味，因此這種物質(zhì)被命名為“Musk xylene”。隨后他又相繼合成了其他具有麝香氣味的硝基化合物，其中就包括與麝香酮傻傻分不清楚的“酮麝香”，后來這些物質(zhì)也不約而同成為香水中的配料成分。

具有麝香氣味的硝基化合物

中藥是發(fā)祥于中華大地的瑰寶，麝香則是瑰寶中燦爛的一顆，雖然作為藥物使用已經(jīng)有上千年歷史，但它的潛力似乎還未完全被發(fā)掘。對于其主要活性成分麝香酮的研究也還尚淺，盡管文獻報道的合成方法較多，但真正實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的路線卻甚少，鑒于麝香酮化合物在醫(yī)藥和香料領域的重要應用，尋找經(jīng)濟、高效、適用工業(yè)的麝香酮合成方法依然任重道遠。

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