CN102391114A - 一种十碳醛酯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种十碳醛酯的合成方法,包括以下步骤:1)将E-4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛与原甲酸三甲酯或原甲酸三乙酯进行缩醛花反应,然后加碱进行水解;2)将步骤1)得到的产物与乙烯基醚反应;3)将步骤2)得到的产物进行水解;4)将亚磷酸三乙酯与2-氯丙酸乙酯按照摩尔比为1:1-1.6进行Arbuzov反应;5)在乙醇钠存在下,步骤3)得到的化合物与步骤4)得到的化合物进行Wittig-Horner反应后再于35-45℃下进行消去反应;6)用TEMPO将步骤5)得到的化合物中的醇羟基氧化,反应完成后,得到十碳醛酯产物。本发明的路线涉及到的所有原料都已国产化,并且原料价格廉价,技术难度不大,工业化操作简单,具有非常良好的产业化前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种十碳醛酯的合成方法。
背景技术
十碳醛酯是一种合成β-阿朴-8′-胡萝卜素酸乙酯的关键中间体,其结构如下:
文献U.Schwieter,H Gutmann,H.Lindlar,R.Marbet,N.Rigassi,R.S.F.Schaeren,O.Isler.Helv.Chim.Acta 49,369-390(1966).报道了一条关于它的合成法法具体如下:
此路线的起始原料六碳醇价格较贵,而且合成成难度大,第二步中要用到催化加氢,由于原料本身性质活泼,往往产生较多副产物,最后一步用二氧化锰氧化醇成醛收率低,而且大量的废渣二氧化化锰不好处理.对整个路线而言工业化没有意义.us 4543417.是BASF公司报道的路线,具体如下:
4-氯代惕各酸乙酯
2-甲基-4,4-二乙酰氧基-2-丁烯醛
此方法的路线构建很好,但是对国产化而言不合适:原料4-氯代惕各酸乙酯和原料2-甲基-4,4-二乙酰氧基-2-丁烯醛没有国产,而且市场也没有销售;合成难度非常大.而且价格昂贵,目前国内没有报道关于它的合成的新路线与方法.
发明内容
本发明的目的是提供一种十碳醛酯的合成方法。
本发明所采取的技术方案是:
一种十碳醛酯的合成方法,包括以下步骤:
1)将如结构式(1)表示的化合物进行缩醛化反应,反应得到的产物再进行水解,即得到如结构式(2)所示的产物,其中,R1为碳原子数为1-8的烃基;
2)将上步得到的结构式如(2)所示的产物与结构式如(3)所示的乙烯基化合物在催化剂作用下反应,得到结构式如(4)所示的化合物,其中,R2为碳原子数为1-8的烃基,
3)将结构式如(4)所示的化合物水解,得到结构式如(5)所示的化合物;
4)亚磷酸三乙酯与2-氯丙酸乙酯进行Arbuzov反应,得到结构式如(6)所示的化合物:
5)在乙醇钠存在下,步骤3)得到的化合物与步骤4)得到的化合物进行Wittig-Horner反应后再于35-45℃下进行消去反应,反应结束得到如结构式如(7)的产物:
6)将步骤5)得到的化合物的醇羟基氧化得到结构式如(8)所示的十碳醛酯产物:
所述的R1为甲基或乙基。
所述的R2为甲基或乙基。
步骤2)中,所述的催化剂为ZnBr2、FeCl3、ZnCl2中的一种。
步骤6)中,所述的氧化条件为:在有机溶剂中,室温下,在催化剂存在并通入30-50ml/min的氧气情况下,用TEMPO将步骤5)得到的化合物氧化,反应12-14小时,得到产物,其中所用的TEMPO占步骤5)得到的化合物的2-3wt%。
本发明的有益效果是:此路线涉及到的所有原料都已国产化,并且原料价格廉价,技术难度不大,工业化操作简单,具有非常良好的产业化前景。
附图说明
图1为所得产物的核磁图谱。
具体实施方式
一种十碳醛酯的合成方法,包括以下步骤:
1)将如结构式(1)表示的化合物(E-4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛)与原甲酸三甲酯或原甲酸三乙酯在室温,酸性催化剂对甲苯磺酸作用下反应10-15小时,反应结束后再加入碱进行水解,得到如结构式(2)所示的缩醛产物,
其中,R1为甲基或者乙基,结构式如(1)所示的化合物、原甲酸三甲酯或者原甲酸三乙酯、碱的摩尔比为1∶0.8-1.5∶0.6-1.2;
2)将上步得到的结构式如(2)所示的缩醛产物与结构式如(3)所示的化合物乙烯基醚按照摩尔比为1∶0.8-1.2混于有机溶剂中,在室温、催化剂(ZnBr2或者FeCl3或者ZnCl2)作用下反应,得到结构式如(4)所示的化合物,其中,R2为甲基或者乙基,
3)结构式如(4)所示的化合物在酸的催化下水解,得到结构式如(5)所示的化合物;
4)亚磷酸三乙酯与2-氯丙酸乙酯按照摩尔比为1∶1-1.6进行Arbuzov反应,反应温度为170-180℃,得到结构式如(6)所示的化合物(2-(二乙氧基磷酰基)丙酸乙酯):
5)将步骤3)得到的化合物、步骤4)得到的化合物按照摩尔比1∶0.8-1.2混于无水乙醇中,再于-5-5℃加入15-20wt%的乙醇钠溶液,室温下反应4-7小时,再升温到35-45℃下反应2-4小时,反应结束得到如结构式(7)所示的化合物,其中,步骤3)得到的化合物与乙醇钠溶液的用量比为1g∶3-7ml。
6)在有机溶剂中,在催化剂氯化亚铜存在以及通入30-50ml/min的氧气情况下,用TEMPO将步骤5)得到的化合物中的醇羟基氧化,反应完成后,得到结构式如(8)所示的十碳醛酯产物,其中,TEMPO占步骤5)得到的化合物的2-3wt%。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明:
实施例1-2为结构式如(2)所示的化合物的制备实例,其中,R1为甲基或乙基。
实施例1:
结构式如(9)所示的化合物的制备
取10克如结构式(1)所示的化合物,加催化量的对甲苯磺酸,再加10克的原甲酸三甲酯,在室温下反应10个小时,反应结束后再加2克的氢氧化钠,搅拌反应6小时,然后加200毫升水,用二氯甲烷萃取三次,每次50毫升,合并有机相,用5%食盐水反洗有机层,每次50毫升,用碳酸钾干燥,过滤,蒸干溶剂,减压蒸馏得9克的反应产物,GC含量98%,反应方程式示意如下:
实施例2:
结构式如(10)所示的化合物的制备
取10克如结构式(1)所示的化合物,加催化量的对甲苯磺酸,再加11克的原甲酸三乙酯,在室温下反应15个小时,反应结束后再加2克的氢氧化钠,搅拌反应8小时,然后加200毫升水,用二氯甲烷萃取三次,每次50毫升,合并有机相,用5%食盐水反洗有机层,每次50毫升,用碳酸钾干燥,过滤,蒸干溶剂,减压蒸馏得8.5克的反应产物,GC含量98%,反应方程式示意如下:
实施例3-5为结构式如(2)所示的化合物的制备实例,其中,R1、R2为甲基或乙基。
实施例3
结构式如(11)所示的化合物的制备
取5克实施例1制备的反应产物,加50毫升的乙酸乙酯,再加0.5克的溴化锌,维持在室温,然后将2.0克的乙烯基甲醚,用三个小时加进去,再搅拌1小时,TLC跟踪原料(即步骤1)制备的反应产物)消失后,加水洗涤2次,每次60毫升,最后蒸去乙酸乙酯得到6.7克黄色油状化合物,GC含量92.4%,反应方程式示意如下:
实施例4
结构式如(12)所示的化合物的制备
取5克实施例2制备的反应产物,加50毫升的甲苯,再加0.5克的氯化铁,维持在室温,然后将2.0克的乙烯基乙醚,用三个小时加进去,再搅拌1.5小时,TLC跟踪原料(即步骤1)制备的反应产物)消失后,加水洗涤2次,每次60毫升,最后蒸去甲苯得到6.8克产物,GC含量94.4%,反应方程式示意如下:
实施例5
结构式如(13)所示的化合物的制备
取5克实施例1制备的化合物,加50毫升的乙酸乙酯,再加0.5克的氯化锌,维持在室温,然后将2.0克的乙烯基乙醚,用三个小时加进去,再搅拌1.5小时,TLC跟踪原料消失后,加水洗涤2次,每次60毫升,最后蒸去乙酸乙酯得到6.6克黄色油状化合物,GC含量91.4%,涉及的反应方程式示意如下:
实施例6-7为如结构式(5)的化合物的制备,R1为甲基或乙基。
实施例6
结构式如(14)所示的化合物的制备
取6.7克实施例3制备的产物,加20毫升水,然后加0.2克的乙酸,在60~65℃搅拌2个小时,然后将温度降到室温,用乙醚萃取三次,每次50毫升,合并有机相,用无水硫酸钠干燥,过滤,蒸干溶剂得到4.4克的化合物,GC含量91.5%,反应方程式示意如下:
实施例7
结构式如(15)所示的化合物的制备
取6.8克实施例4制备的产物,加40毫升水,然后加0.3克的乙酸,在70-75℃搅拌2个小时,然后将温度降到室温,用乙醚萃取三次,每次50毫升,合并有机相,用无水硫酸钠干燥,过滤,蒸干溶剂得到4.6克的产物,GC含量91%,反应方程式示意如下:
实施例8为如结构式(6)所示的化合物的制备
取136克的亚磷酸三乙酯,然后加170克的2-氯丙酸乙酯,在170~180℃回流5个小时,然后蒸干未反应的原料,得到190克产物,GC含量97.5%,反应方程式示意如下:
实施例9-10为如结构式(7)所示的化合物的制备
实施例9
取4.4克实施例6制备的产物,加6.5克的实施例8制备的产物,再加30毫升无水乙醇,然后在-5-5℃将20毫升15%的乙醇钠溶液(乙醇为溶剂)用半个小时滴加进去,维持此温度,反应5个小时,然后升温到40度再反应2个小时,TLC检测反应结束后加100毫升水,用叔丁基甲醚萃取3次,每次40毫升,合并有机相,蒸干溶剂,得到产物5.3克,涉及的反应方程式示意如下:
实施例10
取4.6克实施例7制备的产物,加6克的实施例8制备的产物,再加25毫升无水乙醇,然后在-5-5℃将30毫升15%的乙醇钠溶液(乙醇为溶剂)用半个小时滴加进去,室温下维持此反应5个小时,然后升温到40℃再反应2个小时,TLC检测反应结束后加100毫升水,用叔丁基甲醚萃取3次,每次40毫升,合并有机相,蒸干溶剂,得到产物5.5克,反应方程式如下所示:
实施例11为结构式如(8)所示的化合物的制备
取5.3克实施例10制备的产物,加40毫升DMF,0.15克TEMPO,0.2克氯化亚铜,在室温下通入氧气,每分钟30~50毫升,反应12小时后原料消失,加150毫升水,然后用甲基叔丁基醚萃取3次,每次80毫升,有机相用50毫升水反洗一次,在-15℃冷却10个小时,过滤,真空干燥,得到产品4克,高效液相含量98%,反应方程式示意如下:
如图1所示为最后产物(即实施例11制备的产物)的1HNMR图谱。
Claims (5)
1.一种十碳醛酯的合成方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)将如结构式(1)表示的化合物进行缩醛化反应,反应得到的产物再进行水解,即得到如结构式(2)所示的产物,其中,R1为碳原子数为1-8的烃基;
2)将上步得到的结构式如(2)所示的产物与结构式如(3)所示的乙烯基醚化合物在催化剂作用下反应,得到结构式如(4)所示的化合物,其中,R2为碳原子数为1-8的烃基,
3)将结构式如(4)所示的化合物水解,得到结构式如(5)所示的化合物;
4)亚磷酸三乙酯与2-氯丙酸乙酯进行Arbuzov反应,得到结构式如(6)所示的化合物:
5)在乙醇钠存在下,步骤3)得到的化合物与步骤4)得到的化合物进行Wittig-Horner反应后再于35-45℃下进行消去反应,反应结束得到如结构式如(7)的产物:
6)将步骤5)得到的化合物的醇羟基氧化得到结构式如(8)所示的十碳醛酯产物:
2.根据权利要求1所述的一种十碳醛酯的合成方法,其特征在于:所述的R1为甲基或乙基。
3.根据权利要求1所述的一种十碳醛酯的合成方法,其特征在于:所述的R2为甲基或乙基。
4.根据权利要求1所述的一种十碳醛酯的合成方法,其特征在于:步骤2)中,所述的催化剂为ZnBr2、FeCl3、ZnCl2中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种十碳醛酯的合成方法,其特征在于:步骤6)中,所述的氧化条件为:在有机溶剂中,室温下,在催化剂存在并通入30-50ml/min的氧气情况下,用TEMPO将步骤5)得到的化合物氧化,反应12-14小时,得到产物,其中所用的TEMPO占步骤5)得到的化合物的2-3wt%。
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