CN105949101B - 一种维生素a醋酸酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所提供了一种维生素A醋酸酯的制备方法,包括以下步骤:(1)在碱性条件下,3‑甲基‑4‑氧‑2‑丁烯‑1‑基醋酸酯(简称C5醛酯)和亚甲基二磷酸四乙酯发生缩合反应得到中间体C6磷酸酯(化学名为5‑(磷酸二乙酯基)‑3‑甲基‑2,4‑己二烯‑1‑醋酸酯);(2)C6磷酸酯在碱性条件下进行转位,加入C14醛(化学名为2‑甲基‑4‑(2,6,6‑三甲基‑1‑环己烯‑1‑基)‑3‑丁烯‑1‑醛)发生Wittig‑Horner缩合反应生成维生素A醋酸酯。该制备方法原材料易得、合成路线短、操作安全,适用于工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域,具体涉及一种维生素A醋酸酯的制备方法。
背景技术
维生素A及其衍生物是一类重要的药品,用于治疗夜盲症、眼干燥症、角膜软化症和皮肤干燥症;对人体生长、发育有促进作用,能增强对疾病的抵抗能力;同时维生素A也是重要的饲料添加剂。1947年,Roche公司的O.Isler等人开发了C14+C6的合成路线,由C14醛(2-甲基-4-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-基)-3-丁烯-1-醛)开始,经格式反应、氢化、乙酰化、羟基溴化等操作制备维生素A醋酸酯。该合成路线中,合成路线较长,操作步骤多且繁琐。
在其他专利中提到用C14醛来制备十五碳磷酸酯(3-甲基-5-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-基)-2,4-戊二烯基磷酸二乙酯),进而制备维生素A的衍生物(US4916250,US6727381),具体过程是由C14醛与亚甲基二磷酸四乙酯进行Wittig-Horner缩合反应下制备1,3-二双键十五碳磷酸酯,再与C5醛酯(3-甲基-4-氧-2-丁烯-1-基醋酸酯)缩合得到维生素A醋酸酯。
上述由C14醛制备十五碳磷酸酯的方法中,需要用到强碱,后处理中产生大量的废水,不利于环境保护;此外,由1,3-二双键十五碳磷酸酯和C5醛酯制备维生素A醋酸酯的方法中,反应温度需低于-40℃,温度要求较苛刻,且用到危险性较强的强碱DMSO钠盐。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种反应路线简捷、原料简单易得的方法来制备维生素A醋酸酯的中间体C6磷酸酯(5-(磷酸二乙酯基)-3-甲基-2,4-己二烯-1-醋酸酯),进而制备维生素A的方法。
实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种维生素A醋酸酯(1)的制备方法,包括以下步骤:
1)在惰性气体保护下,C5醛酯(2)和亚甲基二磷酸四乙酯(3)在碱性条件下于醚类溶剂或偶极非质子溶剂中发生缩合反应得到C6磷酸酯(4);所述C5醛酯为3-甲基-4-氧-2-丁烯-1-基醋酸酯;所述C6磷酸酯为5-(磷酸二乙酯基)-3-甲基-2,4-己二烯-1-醋酸酯;反应式如下:
2)在惰性气体保护下,向C6磷酸酯中加入C14醛(5),发生Wittig-Horner缩合反应得到维生素A醋酸酯;所述C14醛为2-甲基-4-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-基)-3-丁烯-1-醛;反应式如下:
优选地,所述的醚类溶剂为乙醚、四氢呋喃或乙二醇二甲醚中的至少一种;所述的非质子溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或六甲基磷酰三胺中的至少一种。
优选地,所述步骤1)中具体步骤为:
1-1)在惰性气体保护下,向反应瓶中加入碱和醚类溶剂或偶极非质子溶剂,一边搅拌一边滴加亚甲基二磷酸四乙酯;碱和亚甲基二磷酸四乙酯的摩尔比为(1.1~1.5)︰1;
1-2)继续搅拌,滴加C5醛酯,反应生成C6磷酸酯,所述亚甲基二磷酸四乙酯与C5醛酯的摩尔比为(1.0~1.2)︰1。
优选地,所述碱为碱金属氢化物、醇类的碱金属盐或烷基锂;所述碱金属氢化物为氢化钠、氢化钾中的至少一种;醇类的碱金属盐为乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾中的至少一种;烷基锂为丁基锂。
优选地,所述步骤1-1)的反应温度为0~30℃。
优选地,所述步骤1-2)的反应温度为0~35℃。反应温度条件温和,可在常温下发生反应,易于操作。
优选地,所述步骤2)中具体步骤为:
2-1)在惰性气体保护下,取步骤1)所获得的C6磷酸酯加入醚类或偶极非质子溶剂中,在0~5℃的条件下搅拌并同时滴加叔丁醇钠溶于混合溶剂的混合溶液,滴加完毕,继续在0~5℃保温反应1~3h;所述C6磷酸酯和叔丁醇钠的摩尔比为(1︰1.3)~1.5;
2-2)在0~10℃搅拌下滴加C14醛溶于醚类或偶极非质子溶剂的溶液,滴加完毕继续在0~10℃反应0.5~2h;C6磷酸酯和C14醛的摩尔比为(1~1.2)︰1。
优选地,所述步骤2-1)中,所述的醚类溶剂为乙醚、四氢呋喃或乙二醇二甲醚中的至少一种;所述的非质子溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或六甲基磷酰三胺中的至少一种。
优选地,所述的混合溶剂为乙醚、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的其中两种进行混合。
优选地,所述混合溶剂的两种组分体积比为1︰1。
如上所述,以C5醛酯和亚甲基二磷酸四乙酯为原料,先制备C6磷酸酯,然后C6磷酸酯与C14醛进行Wittig-Horner缩合反应,得到目标化合物维生素A醋酸酯。上述全部反应都应在惰性气体的保护下进行,所述惰性气体可以是氮气、氩气或其它任何一种或多种惰性气体。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
1、本发明采用以C5醛酯和亚甲基二磷酸四乙酯为原料,先制备C6磷酸酯,然后C6磷酸酯与C14醛进行Wittig-Horner缩合反应,得到目标化合物维生素A醋酸酯。仅两步反应即可生成目标产物维生素A醋酸酯,工艺路线简单,而且发明的反应条件温和易实现。
2、本发明所采用的反应原料C5醛酯和亚甲基二磷酸四乙酯都是大宗工业产品,因此原料易得,成本低,极具工业价值。
3、本发明制备维生素A醋酸酯的制备过程中没有大量使用强碱,生产过程中减少了废水的产量,有利于保护环境。
具体实施方式
下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述:
实施例1
一种维生素A醋酸酯的制备方法,包括以下步骤:
步骤1)C6磷酸酯(5-(磷酸二乙酯基)-3-甲基-2,4-己二烯-1-醋酸酯)的制备:
在氮气保护下,往500mL反应瓶中加入0.15mol叔丁醇钠和50mL乙醚,机械搅拌,降温至0℃左右,缓慢滴加0.10mol亚甲基二磷酸四乙酯,滴加过程中控制内温不超过0℃,约30min滴加完毕,滴加完毕升温至25-30℃之间继续反应1.0h。反应完毕,接着滴加0.10mol的溶于15mL乙醚溶液中的C5醛酯(3-甲基-4-氧-2-丁烯-1-基醋酸酯),滴加过程中控制内温不超过35℃,约30min滴加完毕,滴加完毕继续在20℃下反应2.0h。
反应完毕,向反应体系中加入1.0%硫酸水溶液调节pH在6-7之间,将反应液转入500mL分液漏斗中,静置分层,分出有机层,水层分别用50mL甲苯萃取2次,合并有机相用50mL l5.0%氯化钠水溶液洗涤1次,有机相用元明粉干燥,减压浓缩除去甲苯,得24.89gC6磷酸酯粗品,为棕红色液体,气相色谱含量(GC含量)91.53%,收率为82.45%。
步骤2)维生素A醋酸酯的制备:
在氮气保护下,往500mL干燥的三口瓶中加入0.05mol C6磷酸酯和30mL甲苯,冰水冷却降温至0℃左右,滴加0.065mol的溶于20mL四氢呋喃和二甲基甲酰胺的混合溶液的叔丁醇钠,混合溶液中四氢呋喃和二甲基甲酰胺的体积比为1:1;滴加过程控制内温不超过5℃,约15min滴加完毕,滴加完毕继续在0-5℃之间反应2.0h。反应完毕,接着滴加0.05mol的溶于10mL四氢呋喃溶液的C14醛(2-甲基-4-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-基)-3-丁烯-1-醛),滴加过程中控制内温不超过10℃,约20min滴加完毕,滴加完毕继续在0-10℃之间反应1.0h。
反应完毕,向反应体系中加入50mL纯净水,继续搅拌约5min,转移至分液漏斗,静置分出有机层,水相分别用50mL甲苯萃取2次,合并有机相用50mL1.0%硫酸水溶液洗涤,有机相减压蒸馏除去溶剂,得到17.31g维生素A醋酸酯粗品,为棕黄色液体,用20mL乙醇进行重结晶,得到12.18g维生素A醋酸酯精品。
实施例2
一种维生素A醋酸酯的制备方法,包括以下步骤:
步骤1)C6磷酸酯的制备:
在氮气保护下,往500mL反应瓶中加入0.143mol丁基锂和50mL二甲基甲酰胺,机械搅拌降温至10℃左右,缓慢滴加0.11mol亚甲基二磷酸四乙酯,滴加过程中控制内温不超过10℃,约30min滴加完毕,滴加完毕升温至25-30℃之间继续反应1.0h。反应完毕,接着滴加0.1mol的溶于10ml二甲基甲酰胺溶液中的C5醛酯,滴加过程中控制内温不超过5℃,约30min滴加完毕,滴加完毕继续在0℃条件下反应2.0h。
反应完毕,向反应体系中加入1.0%硫酸水溶液调节pH在6-7之间,将反应液转入500mL分液漏斗中,静置分层,分出有机层,水层分别用50mL甲苯萃取2次,合并有机相用50mL l5.0%氯化钠水溶液洗涤1次,有机层用元明粉干燥,减压浓缩除去甲苯,得22.47gC6磷酸酯粗品,为棕红色液体,气相色谱含量(GC含量)92.13%,收率为80.58%。
步骤2)维生素A醋酸酯的制备:
在氮气保护下,往500mL干燥的三口瓶中加入0.043mol的C6和30mL甲苯,冰水冷却降温至0℃左右,滴加0.0602mol的溶于20mL六甲基磷酰三胺和二甲基亚砜的混合溶液中的叔丁醇钠,所述混合溶液中六甲基磷酰三胺和二甲基亚砜的体积比为1:1,滴加过程控制内温不超过5℃,约15min滴加完毕,滴加完毕继续在0-5℃之间反应2.0h。反应完毕,接着滴加0.039mol的溶于10mL六甲基磷酰三胺溶液中的C14醛,滴加过程中控制内温不超过10℃,约20min滴加完毕,滴加完毕继续在0-10℃之间反应1.0h。
反应完毕,向反应体系中加入50mL纯净水,继续搅拌约5min,转移至分液漏斗,静置分出有机层,水相分别用50mL甲苯萃取2次,合并有机相用50mL1.0%硫酸水溶液洗涤,有机相减压蒸馏除去溶剂,得到13.5g维生素A醋酸酯粗品,为棕黄色液体,用15mL乙醇进行重结晶,得到8.85g维生素A醋酸酯精品,液相含量93.5%,收率为70%。
实施例3
一种维生素A醋酸酯的制备方法,包括以下步骤:
步骤1)C6磷酸酯的制备:
在氮气保护下,往500mL反应瓶中加入0.198mol氢化钠和75mL乙二醇二甲醚,机械搅拌降温至30℃左右,缓慢滴加0.18mol亚甲基二磷酸四乙酯,滴加过程中控制内温不超过30℃,约30min滴加完毕,滴加完毕升温至25-30℃之间继续反应1.0h。反应完毕,接着滴加0.15mol的溶于15mL甲苯溶液中的C5醛酯,滴加过程中控制内温不超过35℃,约30min滴加完毕,滴加完毕继续在35℃下反应2.0h。
反应完毕,向反应体系中加入1.0%硫酸水溶液调节pH在6-7之间,将反应液转入500mL分液漏斗中,静置分层,分出有机层,水层分别用50mL甲苯萃取2次,合并有机相用50mL l5.0%氯化钠水溶液洗涤1次,有机层用元明粉干燥,减压浓缩除去甲苯,得36.63gC6磷酸酯粗品,为棕红色液体,气相色谱含量(GC含量)93.15%,收率为82.34%。
步骤2)维生素A醋酸酯的制备:
在氮气保护下,往500mL干燥的三口瓶中加入0.12mol C6磷酸酯和60mL甲苯,冰水冷却降温至0℃左右,滴加0.18mol的溶于60mL甲苯和四氢呋喃的混合溶液中的叔丁醇钠,所述混合溶液中甲苯和四氢呋喃的体积比为1:1,滴加过程控制内温不超过5℃,约30min滴加完毕,滴加完毕继续在0-5℃之间反应2.0h。反应完毕,接着滴加0.10mol溶于10mL乙二醇二甲醚溶液的C14醛,滴加过程中控制内温不超过10℃,约20min滴加完毕,滴加完毕继续在0-10℃之间反应1.0h。
反应完毕,向反应体系中加入50mL纯净水,继续搅拌约5min,转移至分液漏斗,静置分出有机层,水相分别用50mL甲苯萃取2次,合并有机相用100mL1.0%硫酸水溶液洗涤,有机相减压蒸馏除去溶剂,得到35.10g维生素A醋酸酯粗品,为棕黄色液体,用30mL乙醇进行重结晶,得到25.32g维生素A醋酸酯精品,液相含量94.24%,收率为72.65%。
实施例4~6
重复实施例1中的方法,采用下表1中的“碱”替换实施例1中步骤2)维生素A醋酸酯的制备中所述的叔丁醇钠。
表1
验证实施例
取实施例1~6所制备的维生素A醋酸酯晶体,采用高效液相色谱法进行液相含量检测以及计算得到收率,结果如表2所示,实验器材和参数如下。
色谱柱:SUPELCOSILTMLC-SI,15cm×4.6mm,5μm正相柱
流动相:正己烷:异丙醇=997:3
流速:0.8ml/min
柱温:30±5℃
检测波长:325nm
采集时间:10min
全反式维生素A醋酸酯在该检测条件下于3.7min出峰,出峰时间与波长均与标准品相符。
表2
对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种维生素A醋酸酯(1)的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在惰性气体保护下,C5醛酯(2)和亚甲基二磷酸四乙酯(3)在碱性条件下于醚类溶剂或偶极非质子溶剂中发生缩合反应得到C6磷酸酯(4);所述C5醛酯为3-甲基-4-氧-2-丁烯-1-基醋酸酯;所述C6磷酸酯为5-(磷酸二乙酯基)-3-甲基-2,4-己二烯-1-醋酸酯;反应式如下:
2)在惰性气体保护下,向C6磷酸酯(4)中加入C14醛(5),发生Wittig-Horner缩合反应得到维生素A醋酸酯(1);所述C14醛为2-甲基-4-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-基)-3-丁烯-1-醛;反应式如下:
其中步骤1)中具体步骤为:
1-1)在惰性气体保护下,向反应瓶中加入碱和醚类溶剂或偶极非质子溶剂,一边搅拌一边滴加亚甲基二磷酸四乙酯;碱和亚甲基二磷酸四乙酯的摩尔比为(1.1~1.5)︰1;
1-2)继续搅拌,滴加C5醛酯,反应生成C6磷酸酯,所述亚甲基二磷酸四乙酯与C5醛酯的摩尔比为(1.0~1.2)︰1。
2.根据权利要求1所述的一种维生素A醋酸酯的制备方法,其特征在于:所述的醚类溶剂为乙醚、四氢呋喃或乙二醇二甲醚中的至少一种;所述的非质子溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或六甲基磷酰三胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种维生素A醋酸酯的制备方法,其特征在于:所述碱为碱金属氢化物、醇类的碱金属盐或烷基锂;所述碱金属氢化物为氢化钠、氢化钾中的至少一种;醇类的碱金属盐为乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾中的至少一种;烷基锂为丁基锂。
4.根据权利要求1所述的一种维生素A醋酸酯的制备方法,其特征在于:所述步骤1-1)的反应温度为0~30℃。
5.根据权利要求1所述的一种维生素A醋酸酯的制备方法,其特征在于:所述步骤1-2)的反应温度为0~35℃。
6.根据权利要求1所述的一种维生素A醋酸酯的制备方法,其特征在于:步骤2)中具体步骤为:
2-1)在惰性气体保护下,取步骤1)所获得的C6磷酸酯加入醚类或偶极非质子溶剂中,在0~5℃的条件下搅拌并同时滴加叔丁醇钠溶于混合溶剂中的混合溶液,滴加完毕,继续在0~5℃保温反应1~3h;所述的混合溶剂为乙醚、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的其中两种进行混合;
2-2)在0~10℃搅拌下滴加C14醛溶于醚类或偶极非质子溶剂的溶液,滴加完毕继续在0~10℃反应0.5~2h。
7.根据权利要求6所述的一种维生素A醋酸酯的制备方法,其特征在于:步骤2-1)中所述C6磷酸酯和叔丁醇钠的摩尔比为1︰(1.3~1.5)。
8.根据权利要求6所述的一种维生素A醋酸酯的制备方法,其特征在于:步骤2-2)中所述的C6磷酸酯和C14醛的摩尔比为(1~1.2)︰1。
9.根据权利要求6所述的一种维生素A醋酸酯的制备方法,其特征在于:所述混合溶剂的两种组分体积比为1︰1。
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