CN108164403B - 7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物以及用其生产醛类和酯类化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于有效生产作为例如梨园蚧的性信息素的化合物的方法。例如，提供了用于生产7‑甲基‑3‑亚甲基‑7‑辛烯基羧酸酯化合物(4)的方法，该方法包括以下步骤：将7‑甲基‑3‑亚甲基‑7‑辛烯醛缩醛化合物(1)水解，得到7‑甲基‑3‑亚甲基‑7‑辛烯醛(2)；将所述7‑甲基‑3‑亚甲基‑7‑辛烯醛(2)还原，得到7‑甲基‑3‑亚甲基‑7‑辛烯醇(3)；以及将所述7‑甲基‑3‑亚甲基‑7‑辛烯醇(3)酯化，得到7‑甲基‑3‑亚甲基‑7‑辛烯基羧酸酯化合物(4)。

Description

7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物以及用其生产醛类和 酯类化合物的方法
技术领域
本发明涉及7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物以及使用该缩醛化合物生产醛类化合物和酯类化合物的方法。
背景技术
3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和相应的醇3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇被广泛用作花香水和水果香料。在不同位置上具有双键的它们的位置异构体，7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛和7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇，被期望用于相同的领域。Stoyanova等人报道了在草果(Amomum tsaoko)种子的精油中存在7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(Godoshnik na VisshiyaKhimikotekhnologicheski Institut,Sofiya,31,203(1991),CODEN：GVKIAH，ISSN：0489-6211)。
梨园蚧(Quadraspidiotus perniciosus，通称：San Jose Scale，以下简称“SJS”)在世界上分布广泛，损害果树和观赏树木，特别是落叶果树，因而是经济上有重要影响的害虫。Gieselmann等和Anderson等已经发现SJS的性信息素含有7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯、(Z)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和(E)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯三种活性成分(Gieselmann等，J.Chem.Ecol.,5,891(1979)，Anderson等，J.Chem.Ecol.,5,919(1979)和Anderson等，J.Chem.Ecol.,7,695(1981))。
昆虫性信息素是通常由雌性个体分泌的用于吸引雄性个体的生物活性物质，少量的性信息素就表现出强烈的吸引活性。性信息素已被广泛用作用于预测昆虫出现或查明区域蔓延(侵入特定区域)的手段和用于控制害虫的手段。作为用于控制害虫的手段，称为大量捕获、引诱并杀死(又名：吸引并杀死)、引诱并感染(又名：吸引并感染)和交配干扰的控制方法在实践中被广泛使用。为了利用性信息素，需要经济地生产所需量的性信息素产品，用于基础研究和应用。
SJS性信息素的合成实例包括以下合成(a)～(f)：
合成(a)：Anderson等提出的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯和(Z)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的合成，其中包含将有机铜酸盐试剂添加到炔中，作为关键反应(Anderson等，J.Chem.Ecol.,5,919(1979))；
合成(b)：Weiler等提出的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯、(Z)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和(E)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的合成，其中包含从β-酮酯化合物：7-甲基-3-氧-7-辛烯酸酯的单碳同系化步骤(Weiler等，Can.J.of Chemistry,71,1955(1993))；
合成(c)：由Weedon等提出的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯的合成，其中包含从α,β-不饱和酯到β,γ-不饱和酯的双键的光化学位置异构化，作为关键反应(A.C.Weedon等，Tetrahedron Letters,27,5555(1986))；
合成(d)：Zhang等提出的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯的合成，其中包含通过还原经由包括三代双键的异构化的氯化获得的烯丙基氯化物来形成外-亚甲基，作为关键反应(HS Zhang等，中国化学通讯，2,611(1991)和Zhang等，化学通报，40，(1994))；
合成(e)：Anderson等和Chong等提出的通过将3-甲基-3-丁烯-1-醇的二价阴离子烷基化来合成7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯(Anderson等，J.Chem.Ecol.,7,695(1981)和J.M.Cong等人，J.of Org.Chem.,66,8248(2001))；和
合成(f)：Veselovskii等提出的通过烯丙基氯化物混合物非选择性地合成7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯。(V.V.Veselovskii等，Izvestiya Akademii Nauk SSSR,Seriya Khimicheskaya,3,591(1990))。
发明内容
在R.Stoyanova等的报道中，通过质谱鉴定出草果种子精油的0.58％为7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛。但是，除了质谱之外，没有其他描述。没有报道7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛的合成。
传统的合成方法给以高收率工业生产SJS性信息素化合物带来各种困难。例如，困难来自使用昂贵或难以在工业规模上处理的试剂，包括有机锂试剂，如正丁基锂和甲基锂[合成(b)和(e)]、铝锂氢化物(LAH)[合成(a)、(b)和(d)]、化学计算量的有机铜酸盐试剂[合成(a)]、Tebbe试剂[合成(b)]和磺酰氯化物[合成(f)]。在具有有意的双键异构化的光化学异构化中[合成(c)]，困难来自作为副产物的不希望的异构体的形成及其除去。在另一个双键的异构化[合成(d)和(f)]中，显著困难来自于目标化合物难以与其异构体分离，因此降低了收率。在合成(a)～(f)中，通过各种难以在工业规模上进行的色谱法来分离或纯化中间体和目标化合物。
如上所述，传统的合成被认为非常难以在经济和工业上生产足够量的性信息素产品。因此，能够提供足够量的性信息素化合物的有效生产方法在工业上是重要的。
SJS性信息素组合物所包含的三种成分具有基本相同的吸引活性，并且这三种成分中的任何一种都可用于实际使用。然而，使用来自昆虫的成分的混合物，而不是单一使用这三种成分中的任何一种，被认为可以抑制对长期使用的抗性的未来发展。
因此，从共同的中间体生产作为SJS性信息素的全部三种成分的方法将消除分别生产这三种成分中每一种的必要性。这种方法具有工业意义。
为了解决该问题，对作为共同中间体的候选者的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)进行了深入研究，结果发明人发现可以通过工业上容易且实际的方法来生产化合物(1)。发明人还发现，从该中间体可以生产出7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)、7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯羧酸酯化合物(4)、3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)、3,7-二甲基-2,7-辛二烯羧酸酯化合物(7)、以及7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯羧酸酯化合物(4)与3,7-二甲基-2,7-辛二烯羧酸酯化合物(7)的混合物。发明人进一步发现，可用于生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)的3-酰氧基甲基-3-亚甲基-丁烯醛缩醛化合物(10)具有优异的储存稳定性。发明人以这种方式完成了本发明。
本发明的一方面提供一种生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛的方法，包括将通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物水解以得到式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛的步骤。
本发明的另一方面提供一种生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯羧酸酯化合物的方法，包括以下步骤：将通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物水解，得到式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛；将7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)还原，得到式(3)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇；以及将7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)酯化，得到通式(4)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯羧酸酯化合物。
本发明的另一方面提供一种生产3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的方法，包括以下步骤：将通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物水解，得到式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛；以及在碱存在下使7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)异构化，得到式(5)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛。
本发明的另一方面提供一种生产3,7-二甲基-2,7-辛二烯羧酸酯化合物的方法，包括以下步骤：将通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物水解，得到式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛；在碱存在下使7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)异构化，得到式(5)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛；将3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)还原，得到式(6)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇；以及将3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)酯化，得到通式(7)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物。
本发明的另一方面提供通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物。
本发明的一方面提供一种生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物的方法，包括将表示为通式(8)的3-甲基-3-丁烯M的亲核试剂与通式(9)的缩醛化合物偶联以得到通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物的步骤。
本发明的一方面提供通式(10)的3-酰氧基甲基-3-丁烯醛缩醛化合物。
本发明的另一方面提供了一种同时生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯羧酸酯化合物和3,7-二甲基-2,7-辛二烯羧酸酯化合物的方法，包括以下步骤：对通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物进行水解和异构化，得到式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛和式(5)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的第一混合物，其中在异构化时存在酸或碱；将所述第一混合物还原，得到式(3)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇和式(6)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇的第二混合物；将第二混合物酯化，得到式(4)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯羧酸酯化合物和通式(7)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯羧酸酯化合物的第三混合物。
Figure BDA0001495191810000051
在这些式中，R1和R2可以相同或不同，各自为具有1～6个碳原子的烷基，或相互键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基；R3是具有1～6个碳原子的一价烃基；M是阳离子部分；X是离去基团；X1是具有1～6个碳原子的酰氧基。
根据本发明，作为有用的中间体的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)可被用作共同中间体，用于有效地生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)、7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯羧酸酯化合物(4)、3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)、3,7-二甲基-2,7-辛二烯羧酸酯化合物(7)、7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯羧酸酯化合物(4)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯羧酸酯化合物(7)的混合物、或7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)。另外，具有优异的保存稳定性的3-酰氧基甲基-3-亚甲基-丁烯醛缩醛化合物可被用于有效地生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)。特别地，作为SJS性信息素的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯、(Z)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和(E)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯可以被同时生产。
具体实施方式
本说明书中的中间体、试剂和目标化合物的化学式就结构来说可以包括立体异构体，如镜像异构体和非镜像异构体。除非另有说明，否则每个化学式都旨在表示在每种情况下的所有异构体。异构体可以单独使用，也可以作为两种以上异构体的混合物使用。
发明人已经研究了以下合成策略。作为7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物的例子，将描述丙酸酯。认为如果可以合成作为本发明的目标化合物之一的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(C)，则也可以生产目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯(A)，因为将醛(C)还原成7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(B)并且随后将醇(B)酯化得到酯(A)。认为如果相应的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(D)能够在没有双键迁移的情况下在温和条件下水解，则可以生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(C)。认为通过各自具有5个碳原子的两个结构单元的偶联反应，换句话说，通过作为亲核试剂的有机金属试剂(E)和在烯丙基位置上具有离去基团X并具有5个碳原子的亲电试剂(F)之间的偶联反应，可以合成7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(D)。另一方面，认为如果可以合成相应的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(I)，则可以生产作为本发明的目标化合物之一的3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯(G)，因为将醛(I)还原成3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(H)并且随后将醇(H)酯化得到酯(G)。认为如果可以将7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(C)的3-位上的外双键可异构化为三代共轭双键，这被认为是热力学更稳定的，则可以生产3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(I)。
Figure BDA0001495191810000061
在该方案中，空心箭头表示逆合成分析中的转化，X是离去基团，M是阳离子部分。化学式(G)是指式(Gz)的(Z)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯、式(Ge)的(E)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯或它们的混合物。化学式(H)表示式(Hz)的(Z)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇、式(He)的(E)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇或它们的混合物。化学式(I)表示式(Iz)的(Z)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛、式(Ie)的(E)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛或它们的混合物。
Figure BDA0001495191810000071
换句话说，通过7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(D)的水解产生的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(C)可以转化成7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(B)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(H)二者，使得可以同时合成7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物和3,7-二甲基-2,7-辛烯基羧酸酯化合物。
下面详细描述本发明的实施方式。
[1]生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)的方法
可以通过表示为3-甲基-3-丁烯基M(8)的亲核试剂和具有离去基团X的缩醛化合物(9)之间的偶联反应来生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)。在下式中，M是阳离子部分，X是离去基团，R1和R2可以相同或不同，各自是具有1-6个碳原子的烷基，或者相互键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基。
Figure BDA0001495191810000072
用于偶联反应的亲核试剂3-甲基-3-丁烯基M(8)的例子是含有元素周期表中的I族或II族金属元素或过渡金属元素的亲核试剂3-甲基-3-丁烯基M。
在含有I族或II族金属元素的亲核试剂3-甲基-3-丁烯基M当中，从反应性、选择性、易于制备等角度来看，3-甲基-3-丁烯基锂试剂(有机锂试剂)和3-甲基-3-丁烯基卤化镁(格氏试剂)是优选的。
用于偶联反应的含有过渡金属元素的亲核试剂3-甲基-3-丁烯基M可以通过有机锂试剂或格氏试剂与化学计算量(1mol)以上的过渡金属化合物的金属交换反应来制备，或者可以由有机锂试剂或格氏试剂与过渡金属化合物催化剂在偶联反应体系中形成。
用于偶联反应的过渡金属化合物的例子包括含有铜、铁、镍、钯、锌、银或其它过渡金属的过渡金属化合物。特别优选的是铜化合物，如氯化亚铜(I)、溴化亚铜(I)、碘化亚铜(I)、氰化亚铜(I)、氧化亚铜(I)、氯化铜(II)、溴化铜(II)、碘化铜(II)、氰化铜(II)、氧化铜(II)和四氯铜酸二锂(Li2CuCl4)。
相对于1摩尔的具有离去基团X的缩醛化合物(9)，用于偶联反应的过渡金属化合物的量为催化量(0.0001～0.999摩尔)至化学计算量(1摩尔)或过量(大于1摩尔且100摩以下)。从经济和安全的角度来看，特别优选催化量。
在偶联反应中使用过渡金属化合物的情况下，从提高过渡金属化合物在溶剂中的溶解性的角度来看，也可以使用磷化合物，如亚磷酸三烷酯(例如，亚磷酸三乙酯)和三芳基膦(例如，三苯基膦)。
从试剂容易制备和反应性的角度来看，用于偶联反应的亲核试剂3-甲基-3-丁烯基M(8)中的阳离子部分M特别优选为Li、MgZ、ZnZ、Cu、CuZ或CuLiZ，其中Z为卤素原子或3-甲基-3-丁烯基。亲核试剂3-甲基-3-丁烯基M(8)通常通过传统方法由作为相应卤化物的3-甲基-3-丁烯基卤化物制备。卤化物优选为氯化物、溴化物或碘化物。
将描述作为用于偶联反应的另一种反应物的具有离去基团X的缩醛化合物(9)。具有离去基团X的缩醛化合物(9)中的离去基团X的实例包括卤素原子、酰氧基、烷氧基、芳氧基、链烷磺酰氧基和芳烃磺酰氧基，其在偶联反应中起到离去基团(阴离子部分)的作用。特别优选的是卤素原子或酰氧基。从具有离去基团X的缩醛化合物(9)的反应性和储存稳定性的角度来看，卤素原子优选为氯原子或溴原子，特别优选为氯原子。酰氧基优选为具有1～6个碳原子的酰氧基，具体例子为未取代或卤素取代的酰氧基，如甲酰氧基、乙酰氧基、氯乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、己酰氧基、二氯乙酰氧基、三氯乙酰氧基和三氟乙酰氧基。从具有离去基团X的缩醛化合物(9)的反应性、原料的工业可用性、价格和储存稳定性的角度来看，乙酰氧基是特别优选的。烷氧基的实例包括甲氧基和乙氧基。芳氧基的实例包括苯氧基。链烷磺酰氧基的实例包括甲磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基和丁磺酰氧基。芳磺酰氧基的实例包括苯磺酰氧基、对甲苯磺酰氧基和萘磺酰氧基。
在具有离去基团X的缩醛化合物(9)中，R1和R2可以相同或不同，各自为具有1～6个碳原子的烷基，或者彼此键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基。具有1～6个碳原子的烷基的实例包括：直链伯烷基，如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基和正己基；支链伯烷基，如异丁基、3-甲基丁基、新戊基和4-甲基戊基；仲烷基，如异丙基、仲丁基、1-甲基丁基、1,2-二甲基丙基和1-甲基戊基；和叔烷基，如叔丁基和1,1-二甲基丙基。具有2～12个碳原子的二价亚烷基的实例包括亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丁基、1,3-亚丁基、2,3-亚丁基、1,4-亚丁基和2,2-二甲基-1,3-亚丙基。对于R1和R2，从原料的容易合成或可用性、价格、稍后描述的水解中的反应性等的角度来看，具有1～6个碳原子的烷基优选为直链伯烷基，特别优选为甲基或乙基。具有2～10个碳原子的二价亚烷基优选为亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基或1,2-亚丁基。
在偶联反应中作为反应物的具有离去基团X的缩醛化合物(9)在烯丙基位置具有离去基团X，所以具有离去基团X的缩醛化合物(9)上被亲核试剂3-甲基-3-丁烯基M(8)的攻击位点可以是键合到X的碳原子或外双键的亚甲基碳。在前者的情况下进行SN2取代反应，而在后者的情况下进行涉及烯丙基重排的SN2'取代反应。无论哪种情况，都产生7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)。
可以考虑到底物类型、反应条件、反应收率和经济性如中间物价格来选择用于偶联反应的亲核试剂3-甲基-3-丁烯基M(8)和具有离去基团X的缩醛化合物(9)的量。相对于1摩尔的具有离去基团X的缩醛化合物(9)，亲核试剂3-甲基-3-丁烯基M(8)的量优选为0.02～100摩尔，更优选为0.2～10摩尔，进一步优选为0.5～5摩尔。
用于偶联反应的溶剂的实例优选包括醚类，如乙醚、二正丁基醚、叔丁基甲基醚、环戊基甲基醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷。这样的醚可以与烃如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和枯烯一起使用，或者可以与非质子极性溶剂如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、二甲基亚砜(DMSO)和六甲基磷酰三胺(HMPA)一起使用。
在偶联反应步骤中，相对于1摩尔的醛化合物(9)，可以使用0.0001～5摩尔的锂盐，如氯化锂、溴化锂、碘化锂，作为反应催化剂。
偶联反应的反应温度优选为-78℃至溶剂的沸点，更优选为-10℃～100℃。
偶联反应的反应时间可以自由选择，优选通过气相色谱(GC)或薄层色谱(TLC)监测反应的进程来优化。通常，反应时间优选为5分钟至240小时。
当通过上述偶联反应得到的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)具有足够的纯度时，粗制产物可以直接进行到下一步骤，或者可以通过从有机合成中常用的纯化方法中适当选择的方法来纯化，如蒸馏和各种色谱法。从工业经济的角度来看，蒸馏是特别优选的。
用于生产具有卤素作为离去基团X的3-卤代甲基-3-丁烯醛缩醛化合物(9)的方法的实例包括I.V.Mineeva等在Russian Journal of Organic Chemistry,45,1623,(2009)中的文章中描述的用于生产3-溴甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛(X＝Br，R1＝R2＝C2H5)的方法。3-溴甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛可用作根据本发明的偶联反应中的反应物。该二乙基缩醛在刚制备后为淡黄色液体，但是即使用氮冷却储存，其也会迅速变黄，变棕，然后变黑，并且长期保存时纯度明显变差。另外，该乙基缩醛难以用工业方法纯化。
相比之下，可以通过用酰氧基取代3-溴甲基-3-丁烯醛缩醛化合物中的溴原子的取代反应来制备的3-酰氧基甲基-3-丁烯醛缩醛化合物是优选的，因为它在根据本发明的偶联反应中作为反应物表现出足够的反应性，在长期保存期间是相对稳定的，并且可以通过诸如真空蒸馏的工业方法来纯化。3-酰氧基甲基-3-丁烯醛缩醛化合物的实例优选包括通式(10)的化合物。在该式中，X1是具有1～6个碳原子的酰氧基。
Figure BDA0001495191810000111
用酰氧基取代溴原子的取代反应的实例包括在溶剂中使3-溴甲基-3-丁烯醛缩醛化合物与对应于目标酰基的羧酸盐热反应。
羧酸盐的实例包括碱金属盐，如钠盐、锂盐和钾盐，以及碱土金属盐，如镁盐和钡盐。
相对于1摩尔的3-溴甲基-3-丁烯醛缩醛化合物，羧酸盐的量优选为1～500摩尔，更优选为1～50摩尔，进一步优选为1～5摩尔。
用于该反应的溶剂的实例优选包括：水；烃类，如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和枯烯；醚类，如乙醚、二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷；醇类，如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、乙二醇单甲醚和二乙二醇单甲醚；腈类，如乙腈；酮类，如丙酮和2-丁酮；酯类，如乙酸乙酯和乙酸正丁酯；和非质子极性溶剂，如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和六甲基磷酰三胺。溶剂可以单独使用或者两种以上组合使用。从反应速度等的角度来看，非质子极性溶剂或含有非质子极性溶剂的混合溶剂是特别优选的。
可以根据所使用的羧酸盐或反应条件来选择适当的反应温度。通常优选室温(即，5～35℃，下文中对室温的定义相同)至溶剂的沸点温度。
也可以通过传统方法来制备具有不同离去基团的缩醛化合物，包括3-烷氧基甲基-3-丁烯醛缩醛化合物、3-芳氧基甲基-3-丁烯醛缩醛化合物、3-链烷磺酰氧基甲基-3-丁烯醛缩醛化合物和3-芳基磺酰氧基甲基-3-丁烯醛缩醛化合物。
[2]通过转缩(transacetalization)生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)的方法
由于诸如沸点的物理性质、储存稳定性、随后水解中的反应性等的变化，考虑到纯化的容易性，可以通过转缩将具有某些取代基作为R1和R2的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)转化成具有其它取代基作为R1和R2的另一种化合物(1)。在下面的实例中将描述转缩，并且可以例如通过在酸催化剂条件下加热反应物缩醛和用于构成目标缩醛的醇来进行转缩。在酸催化转缩中，发现从具有某些取代基作为R1和R2的化合物(1)到具有其它取代基作为R1和R2的另一种化合物(1)的转化以高收率进行而没有副反应，例如双键的位置异构化。由于这些原因，与具有某些取代基作为R1和R2的化合物(1)水解成7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)，然后辛烯醛(2)缩醛成具有其它取代基作为R1和R2的另一种化合物(1)的合成方法相比，转缩法是有利的。
[3]生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)的方法
接下来将描述通过水解7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)来生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)。
Figure BDA0001495191810000121
可以从已知的缩醛转化成醛的各种反应中选择水解。从工业经济性的角度来看，优选在酸性条件下在水的存在下进行水解。对于该反应，可以将辅助溶剂与水一起使用。
用于水解的酸的实例包括：无机酸，如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸和硅胶；有机酸，如甲酸、乙酸、丙酸、草酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸；和酸性离子交换树脂，如Amberlyst-15。酸可以单独使用或者两种以上组合使用。具体而言，作为无机酸的盐酸和作为有机酸的甲酸、乙酸、丙酸和草酸是特别优选的，因为它们便宜并且工业上可大量获得。
用于水解的酸的量取决于R1、R2和酸的种类。相对于1摩尔的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)，酸的量优选为0.0001～1000摩尔，更优选为0.001～100摩尔。
用于水解的辅助溶剂的实例包括：氯化溶剂，如二氯甲烷、氯仿和三氯乙烯；烃类，如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和枯烯；醚类，如二乙醚、二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、1,4-二恶烷、乙二醇二甲醚和二乙二醇二甲醚；醇类，如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、叔丁醇、乙二醇单甲醚和二乙二醇单甲醚；腈类，如乙腈和丙腈；酮类，如丙酮和2-丁酮；酯类，如乙酸乙酯和乙酸正丁酯；和非质子极性溶剂，如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和六甲基磷酰三胺。溶剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
可以根据所使用的酸或溶剂的种类和反应条件来适当选择水解的反应温度。通常优选为-20℃至溶剂的沸点，更优选为-20℃至室温。
反应时间可以自由选择，优选通过气相色谱(GC)或薄层色谱(TLC)监测反应来优化。通常，反应时间优选为5分钟至240小时。
当想要选择性地合成7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)(即收率尽可能高)时，从上述水解条件中选择温和条件，包括使用酸度低的酸、使用大量溶剂以降低反应混合物中底物浓度、较低的反应温度和将反应速度抑制到易于控制的程度，以防止双键的异构化。
相反，随着7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)的合成，可以允许化合物(2)进行包含双键位置异构化为3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的转化。结果，可以有意图地和同时地合成化合物(2)和(5)的混合物。
Figure BDA0001495191810000131
在该同时生产中，可以考虑化合物(2)与化合物(5)的产生比以及作为化合物(5)的几何异构体的(5z)与(5e)的生成比。稍后将描述这一点。
Figure BDA0001495191810000132
还优选通过气相色谱法(GC)或薄层色谱法(TLC)监测水解和异构化的进行，从而以期望的比率停止反应。然而，当打算选择性地生产3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)时，将7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)异构化为3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的方法在碱性条件下比在酸性条件下水解好，能够完全得到3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)，如稍后所述。
当通过上述水解产生的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)具有足够的纯度时，粗制产物可以直接进行到下一步骤，或者可以通过从有机合成中常用的纯化方法中选择适当的方法来纯化，如蒸馏和各种色谱法。从工业经济的角度来看，蒸馏是特别优选的。
[4]生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)的方法
将如上生产的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)的甲酰基还原，得到相应的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)。
Figure BDA0001495191810000141
可以从已知的醛还原成醇的反应中选择该还原。在典型的还原中，溶剂中的反应物与还原剂反应，同时任选地冷却或加热。
用于还原的还原剂的实例包括：氢；硼化合物，如硼烷、烷基硼烷、二烷基硼烷和双(3-甲基-2-丁基)硼烷；二烷基硅烷；三烷基硅烷；烷基铝；二烷基铝；金属氢化物，如氢化钠、氢化锂、氢化钾和氢化钙；以及复合式氢化物及其烷氧基或烷基衍生物，如硼氢化钠、硼氢化锂、硼氢化钾、硼氢化钙、氢化铝钠、氢化铝锂、三甲氧基硼氢化钠、三甲氧基氢化铝锂、二乙氧基氢化铝锂、三叔丁氧基氢化铝锂、双(2-甲氧基乙氧基)氢化铝钠、三乙基硼氢化锂和二异丁基氢化铝。从反应条件、易于处理、易于分离产物等的角度来看，复合氢化物是优选的。
用于还原的还原剂的量根据还原剂的种类、反应条件等而不同。相对于1摩尔的底物，通常优选为0.5摩尔至过量(即超过1摩尔且1,000,000摩尔以下)，更优选为0.9～200摩尔。
用于还原的溶剂的实例优选包括：水；烃类，如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和枯烯；醚类，如乙醚、二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷；醇类，如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、乙二醇单甲醚和二乙二醇单甲醚；腈类，如乙腈；酮类，如丙酮和2-丁酮；酯类，如乙酸乙酯和乙酸正丁酯；和非质子极性溶剂，如N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和六甲基磷酰三胺。溶剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
根据还原剂的种类适当选择用于还原的溶剂。还原剂和溶剂的优选组合的实例包括：作为还原剂的硼氢化钠和溶剂的组合，所述溶剂选自由水、醇、醚、醚和醇的混合溶剂、和醚和烃的混合溶剂组成的组；以及作为还原剂的氢化铝锂和溶剂的组合，所述溶剂选自醚、和醚与烃的混合溶剂组成的组。
还原的反应温度根据所使用的还原剂或溶剂的种类而不同。例如，当氢化铝锂在四氢呋喃中用作还原剂时，反应温度优选为-78～50℃，更优选为-70～20℃。
还原的反应时间可以自由选择。从收率的角度来看，优选通过气相色谱(GC)或硅胶薄层色谱(TLC)监测反应来完成反应。通常，反应时间优选为5～240小时。
还原剂或反应条件优选被选择为不还原反应物(2)和/或(5)的双键。特别是在将3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)还原成3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)时，优选选择还原剂或反应条件以通过1,2-还原来提高作为目标产物的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的生成，同时通过1,4-还原来抑制作为副产物的3,7-二甲基-7-辛烯醇的生成。
当通过还原生成的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)具有足够的纯度或足够的异构体比率时，粗制产物可以直接进行到下一步骤，或者可以通过从有机合成中常用的纯化方法和异构体分离方法中适当选择的方法，如蒸馏和各种色谱法，进行纯化或异构体分离。从工业经济的角度来看，蒸馏是特别优选的。
[5]产生7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)的方法
如上生产的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)可以被酯化，得到相应的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)。
Figure BDA0001495191810000151
R3是氢原子或具有1～6个碳原子的一价烃基。具有1～6个碳原子的单价烃基的实例包括直链、支链或环状、饱和或不饱和的烷基、烯基或芳基，并且优选包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、异丙基、异丁基、异戊基、异己基、仲丁基、叔丁基、乙烯基、异丙烯基、丙烯基、烯丙基、1-甲基-1-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基和苯基。
可以从已知的酯生产方法中选择酯化，包括与酰化剂反应、与羧酸反应、酯交换反应、以及将7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)转化成烷基化剂，然后使烷基化剂与羧酸反应的方法。
在与酰化剂的反应中，作为反应物的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)在单一溶剂或两种以上溶剂的混合物中依次或同时与酰化剂和碱反应。
与酰化剂反应中的酰化剂的实例优选包括酰氯、酰溴、羧酸酐、羧酸三氟乙酸酐、羧酸甲磺酸酐、羧酸三氟甲磺酸酐、羧酸苯磺酸酐、羧酸对甲苯磺酸酐和对硝基苯基羧酸酯化合物。
用于与酰化剂反应的碱的实例优选包括三乙胺、二异丙基乙胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、吡啶和4-二甲基氨基吡啶。
在与酰化剂的反应中使用的溶剂可以是上述碱，也可以是从下列当中选择的单一溶剂或两种以上溶剂的混合溶剂：氯化溶剂，如二氯甲烷、氯仿和三氯乙烯；烃类，如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和枯烯；醚类，如乙醚、二丁醚、叔丁基甲基醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷；腈类，如乙腈；酮类，如丙酮和2-丁酮；酯类，如乙酸乙酯和乙酸正丁酯；以及非质子极性溶剂，如N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和六甲基磷酰三胺。可以用酸催化剂代替碱来进行使用酰化剂如羧酸酐的反应。
相对于1摩尔的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)，酰化剂的量优选为1～500摩尔，更优选为1～50摩尔，进一步优选为1～5摩尔。
在与酰化剂的反应中代替碱使用的酸催化剂优选选自：无机酸，如盐酸、氢溴酸、硫酸和硝酸；有机酸，如草酸、三氟乙酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸；以及路易斯酸，如三氯化铝、乙醇铝、异丙醇铝、氧化铝、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼、氯化镁、溴化镁、碘化镁、氯化锌、溴化锌、碘化锌、四氯化锡、四溴化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二甲氧基锡(dibutyltin dimethoxide)、二丁基氧化锡、四氯化钛、四溴化钛、甲醇钛(IV)、乙醇钛(IV)、异丙醇钛(IV)和氧化钛(IV)。
可以根据所使用的酰化剂的种类和反应条件适当选择与酰化剂的反应的反应温度。通常，优选为-50℃至溶剂的沸点，更优选为-20℃至室温。
与羧酸的反应是7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)与羧酸之间的脱水反应，典型地用酸催化剂进行。
相对于1摩尔的反应物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)，羧酸的量优选为1～500摩尔，更优选为1～50摩尔，进一步优选为1～5摩尔。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)与羧酸的反应中使用的酸催化剂的实例包括：无机酸，如盐酸、氢溴酸、硫酸和硝酸；有机酸，如草酸、三氟乙酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸；以及路易斯酸，如三氯化铝、乙醇铝、异丙醇铝、氧化铝、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼、氯化镁、溴化镁、碘化镁、氯化锌、溴化锌、碘化锌、四氯化锡、四溴化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二甲氧基锡、二丁基氧化锡、四氯化钛、四溴化钛、甲醇钛(IV)、乙醇钛(IV)、异丙醇钛(IV)和氧化钛(IV)。酸可以单独使用或者两种以上组合使用。
相对于1摩尔的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)，在与羧酸的反应中使用的酸催化剂的量优选为0.0001～100摩尔，更优选为0.001～1摩尔，进一步优选为0.01～0.05摩尔的催化量。
在7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)与羧酸的反应中使用的溶剂的实例包括在与酰化剂的反应中使用的那些溶剂的实例相同的实例。
可以根据反应条件适当选择与羧酸反应的反应温度。通常，优选为-50℃至溶剂的沸点，更优选为室温至溶剂的沸点。可以使用含有烃类如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和枯烯的溶剂进行反应，同时通过共沸从体系中除去所产生的水。在这种情况下，可以在反应混合物在常压在溶剂的沸点下回流的同时将水蒸馏掉。或者，可以在减压下在低于沸点的温度将水蒸馏掉。
酯交换反应通过在催化剂存在下使7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)与羧酸烷基酯反应而进行，同时除去所生成的醇。从价格、反应容易进行等角度来看，羧酸烷基酯优选为羧酸的伯烷基酯，特别优选为羧酸甲酯、羧酸乙酯、羧酸正丙酯。
相对于1摩尔的反应物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)，酯交换反应中使用的羧酸烷基酯的量优选为1～500摩尔，更优选为1～50摩尔，进一步优选为1～5摩尔。
在酯交换反应中使用的催化剂的实例包括：无机酸，如盐酸、氢溴酸、硫酸和硝酸；有机酸，如草酸、三氟乙酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸；碱，如甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾和4-二甲基氨基吡啶；盐，如氰化钠、氰化钾、乙酸钠、乙酸钾、乙酸钙、乙酸锡、乙酸铝、乙酰乙酸铝和氧化铝；以及路易斯酸，如三氯化铝、乙醇铝、异丙醇铝、氧化铝、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼、氯化镁、溴化镁、碘化镁、氯化锌、溴化锌、碘化锌、四氯化锡、四溴化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二甲氧基锡、二丁基氧化锡、四氯化钛、四溴化钛，甲醇钛(IV)、乙醇钛(IV)、异丙醇钛(IV)和氧化钛(IV)。催化剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
相对于1摩尔的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)，在酯交换反应中使用的催化剂的量优选为0.0001～100摩尔，更优选为0.001～1摩尔，进一步优选为0.01～0.05摩尔的催化量。
酯交换反应可以在没有溶剂的情况下进行(作为反应试剂的羧酸烷基酯也可以用作溶剂)。从省略必要的额外操作如浓缩和溶剂回收的角度来看，这样的反应是优选的。可以辅助使用溶剂。
在酯交换反应中使用的溶剂的实例优选包括：烃类，如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和枯烯；以及醚类，如乙醚、二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷。溶剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
可以根据所使用的羧酸烷基酯的种类和反应条件适当选择酯交换反应的反应温度。酯交换反应通常在加热下进行。在酯交换反应过程中产生的低级醇的沸点附近进行该反应。低级醇是具有1～3个碳原子的醇并具有低沸点，其实例包括甲醇、乙醇和1-丙醇。反应进行的同时蒸馏掉所产生的低级醇，以获得良好的结果。在减压下可以在低于沸点的温度蒸馏掉醇。
在将7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)转化成烷基化剂，然后使烷基化剂与羧酸反应的方法中，例如将7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)转化为相应的卤化物如氯化物、溴化物和碘化物，或相应的磺酸盐如甲磺酸盐、三氟甲磺酸盐、苯磺酸盐和对甲苯磺酸盐，然后通常在碱性条件下的溶剂中与羧酸反应。溶剂、碱、反应温度和反应时间例如与7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)与酰化剂的反应中的相同。代替羧酸和碱的组合，可以使用羧酸盐，如羧酸钠、羧酸锂、羧酸钾和羧酸铵。
在上述酯化反应中生产的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)可以通过从有机合成中常用的纯化方法或异构体分离方法中适当选择的方法，如蒸馏和各种色谱法，进行纯化或异构体分离。从工业经济的角度来看，蒸馏是特别优选的。
[6]生产3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的方法和同时生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的方法
可以对7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)进行双键的位置异构化，得到3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)。
Figure BDA0001495191810000191
异构化在包括酸性条件和碱性条件的各种条件下进行。
在酸存在下的异构化中使用的酸的实例包括：在7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)的水解中所描述的那些酸；和路易斯酸，如三氯化铝、乙醇铝、异丙醇铝、氧化铝、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼、氯化镁、溴化镁、碘化镁、氯化锌、溴化锌、碘化锌、四氯化锡、四溴化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二甲氧基锡、二丁基氧化锡、四氯化钛、四溴化钛、甲醇钛(IV)、乙醇钛(IV)、异丙醇钛(IV)和氧化钛(IV)。选自这些实例的酸可用于从7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)到3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的异构化。对于该异构化，可以考虑作为3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的几何异构体(5z)与(5e)的生成比。
Figure BDA0001495191810000201
也可以在保持7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物(1)的水解反应条件的同时进行该异构化。然而，应该避免酸性异构化过程中的苛刻条件，如极高的酸性条件和高温条件，因为这样的苛刻条件可能导致酸催化的环化，产生诸如2-(1,3-二甲基-2-环己烯基)乙醛的副产物。
在碱存在下的异构化中，7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)与碱在无溶剂或有溶剂时反应。认为该反应是通过醛的α位的去质子化和再质子化进行的，并且可以使用能够将醛转化成烯醇的碱。
在碱存在下的异构化中使用的碱的实例包括：氨；羟胺；氢氧化物，如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾和四正丁基氢氧化铵；氢化物，如氢化锂、氢化钠和氢化钾；醇盐，如甲醇锂、乙醇锂、甲醇钠、乙醇钠和叔丁醇钾；金属酰胺，如氨基锂、氨基钠、二异丙基氨基锂、双三甲基甲硅烷基氨基锂、四甲基哌啶锂和异丙基环己基氨基锂；有机胺，如乙胺、二乙胺、三乙胺、二异丙胺、二异丙基乙胺、乙二胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯(DBN)、二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯、苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、1-萘胺、2-萘胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶、三嗪、四氢吡咯、哌啶、哌嗪、吗啉和咪唑；有机金属化合物，如三苯基甲基锂、三苯基甲基钠、三苯基甲基钾、甲基锂、苯基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂和乙基卤化镁。碱可以单独使用或者两种以上组合使用。从容易反应、所需量、容易处理等的角度来看，有机胺是优选的。
相对于1摩尔的反应物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)，在碱存在下的异构化中使用的碱的量可以是催化量(0.0001～0.999999摩尔)至化学计算量(1摩尔)或过量(大于1～1,000,000摩尔以下)。相对于1摩尔的反应物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)，催化量优选为200摩尔。
在碱存在下的异构化中使用的溶剂可以是实际上使用的上述碱，也可以是从下列当中选择的单一溶剂或两种以上溶剂的混合溶剂：水；醇类，如甲醇、乙醇和正丙醇；氯化溶剂，如二氯甲烷、氯仿和三氯乙烯；烃类，如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯和枯烯；醚类，如乙醚、二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃和1,4-二恶烷；腈类，如乙腈；酮类，如丙酮和2-丁酮；酯类，如乙酸乙酯和乙酸正丁酯；以及非质子极性溶剂，如N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和六甲基磷酰三胺。
可以根据所使用的碱的种类和反应条件适当选择异构化的反应温度。通常，优选为-50℃至溶剂的沸点，更优选为-20℃至室温。目标化合物(5)的几何异构体的比率，换句话说，(5z)与(5e)的比率，根据所使用的碱的种类或量以及反应条件而不同，因此可以考虑几何异构体的比率来选择适当的试剂和条件。
异构化的反应时间可以自由选择。可以通过气相色谱(GC)或薄层色谱(TLC)监测反应来优化转化和异构体比率。通常，反应时间优选5分钟至240小时。
当通过上述异构化产生的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)、或7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)与3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的混合物具有足够的纯度或预期的异构体比率时，粗制产物可以直接进行到下一步骤，或者可以通过从有机合成中常用的纯化方法和异构体分离方法中适当选择的方法，如蒸馏和各种色谱法，进行纯化或异构体分离。从工业经济的角度来看，蒸馏是特别优选的。
[7]生产3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的方法
如上产生的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的甲酰基可被还原，得到相应的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)。
Figure BDA0001495191810000211
还原条件与生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)的方法的还原条件相同。
还原剂或反应条件优选地选择为避免将3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的双键还原。在将3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)还原成3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)时，优选地将还原剂或反应条件选择为使得通过1,2还原产生目标化合物3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)，同时抑制通过1,4-还原的副产物3,7-二甲基-7-辛烯醇的量。
当通过上述还原生产的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)具有足够的纯度或预期的异构体比率时，粗制产物可以直接进行到下一步骤，或者可以通过从有机合成中常用的纯化方法和异构体分离方法中适当选择的方法，如蒸馏和各种类型的色谱法，进行纯化或进行异构体分离。从工业经济的角度来看，蒸馏是特别优选的。
[8]用于生产3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物(7)的方法
将如上述生产的醇化合物3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)酯化，得到相应的3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物(7)。
Figure BDA0001495191810000221
R3是氢原子或具有1～6个碳原子的一价烃基。具有1～6个碳原子的一价烃基的实例包括在用于生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)的方法中描述的那些。
酯化条件与生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)的方法中描述的条件相同。
如上生产的3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物(7)可以通过从有机合成中常用的纯化方法中适当选择的方法来纯化，如减压蒸馏和各种色谱法。从工业经济的角度来看，减压蒸馏是优选的。
[9]同时生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的方法
如上生产的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的混合物的甲酰基可以被还原，得到相应的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的混合物。
Figure BDA0001495191810000231
还原条件与生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)的方法的条件相同。
还原剂或反应条件优选地选择为使得避免将3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的双键还原。为了将3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)还原成3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)，优选地将还原剂或反应条件选择为使得通过1,2-还原产生目标化合物3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)，同时抑制通过1,4-还原的副产物3,7-二甲基-7-辛烯醇的量。
当通过上述还原生产的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的混合物具有足够的纯度或预期的异构体比率时，粗制产物可以直接进行到下一步骤，或者可以通过从有机合成中常用的纯化方法和异构体分离方法中适当选择的方法，如蒸馏和各种色谱法，进行纯化或异构体分离。从工业经济的角度来看，蒸馏是特别优选的。
[10]同时生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物(7)的方法
如上生产的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的混合物可以被酯化，得到相应的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物(7)的混合物。
Figure BDA0001495191810000232
R3是氢原子或具有1～6个碳原子的一价烃基。具有1～6个碳原子的一价烃基的实例包括在生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)的方法中描述的那些。
酯化条件与生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)的方法中描述的条件相同。
通过上述酯化反应生产的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物(7)的混合物可以通过从有机合成中常用的纯化方法和异构体分离方法中适当选择的方法，如蒸馏和各种色谱法，进行纯化或异构体分离。从工业经济的角度来看，蒸馏是特别优选的。
如上所述，7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物可以用作共同中间体，用于有效地生产7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛、7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物、3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛、3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物、以及7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物和3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物的混合物。
实施例
下面将参照实施例进一步详细描述本发明。应当理解，本发明不限于实施例或被实施例限制。
原料、产物和中间体的纯度由气相色谱(GC)分析来确定，并且用％GC表示。产物或中间体的异构体比率通过GC分析表示为面积比。
GC条件
GC：Shimazdu GC-14A，
柱：5％Ph-Me硅酮，0.25mmφ×25m，
载气：He，以及
检测器：FID。
收率是基于％GC的转化率。用于反应的材料和反应产生的产物不总是100％纯的，所以转化率(％)是按照100×[{(通过反应得到的产物的重量)×(％GC)}/(产物的分子量)]/[{(反应中起始材料的重量)×(％GC)}/(起始材料的分子量)]算出的。气相色谱的检测灵敏度因化合物而异，所以特别是当材料或产物粗制时，转化率可能超过100％。
用于光谱测量的化合物样品是通过对粗制产物进行任选纯化来制备的。
实施例1：3-乙酰氧基甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛的生产
[通式(10)中R1＝R2＝CH2CH3＝Et，X1＝OCOCH3＝OAc]
Figure BDA0001495191810000251
在氮气氛下，将94.0g的3-溴甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛、100g的乙酸钠和1,000ml的N,N-二甲基乙酰胺的混合物在100～120℃搅拌2小时。冷却后，将反应混合物倒入饱和碳酸氢钠水溶液中，用正己烷萃取。对有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到63.6g的粗制3-乙酰氧基甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛(1)(63.4％GC，收率：47％)。将一部分粗制产物减压蒸馏，得到用于光谱测量的样品(86.5％GC)。
3-乙酰氧基甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛
无色油状物。
沸点：69℃/399Pa。
IR(D-ATR)：ν＝2976，2931，2879，1743，1652，1444，1373，1230，1126，1058cm-1。
1H-NMR(500MHz，CDCl3)：δ＝1.18(6H，t，J＝7.1Hz)，2.07(3H，s)，2.38(2H，d，J＝5.7Hz)，3.45-3.52(2H，m)，3.60-3.68(2H，m)，4.55(2H，s)，4.58(1H，t，J＝5.7Hz)，5.04(1H，br.s),5.10(1H,br.s)ppm。
13C-NMR(125MHz，CDCl3)：δ＝15.19(2C)，20.87，37.81，61.41(2C)，67.04，102.02，114.84，139.65，170.58ppm。
GC-MS(EI，70eV)：29，47，61，75，73(基峰)，127，171，215[(M-H)+]。
实施例2：3-乙酰氧基甲基-3-丁烯醛二丁基缩醛的生产
[通式(10)中R1＝R2＝CH2CH2CH2CH3＝Bu，X1＝OCOCH3＝OAc]
Figure BDA0001495191810000252
除了使用9.10g的3-溴甲基-3-丁烯醛二丁基缩醛(82.0％GC)代替3-溴甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛之外，以与实施例1中相同的方式生产出4.85g的粗制3-乙酰氧基甲基-3-丁烯醛二丁基缩醛(70.0％GC，收率：70％)。将一部分粗制产物用硅胶柱色谱法纯化，得到用于光谱测量的样品(90.5％GC)。
3-乙酰氧基甲基-3-丁烯醛二丁基缩醛
无色油状物。
IR(D-ATR)：ν＝2959，2934，2873，1745，1653，1460，1374，1229，1116，1071，1046cm-1。
1H-NMR(500MHz，CDCl3)：δ＝0.90(6H,t,J＝7.3Hz),1.32-1.40(2H,m),1.50-1.57(2H,m),2.07(3H,s),2.38(2H,d,J＝5.8Hz),3.39-3.44(2H,m),3.56-3.60(2H,m),4.55(2H,s),4.56(1H,t,J＝5.8Hz),5.03(1H,br.s),5.10(1H,br.s)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝13.83(2C),19.36(2C),20.88,31.86(2C),37.70,65.70(2C),67.09,102.24,114.80,139.71,170.58ppm。
GC-MS(EI，70eV)：43,57(基峰),83,103,159,199,271[(M-H)+]。
实施例3：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛的1号生产
[通式(1)中R1＝R2＝CH2CH3＝Et]
Figure BDA0001495191810000261
在氮气氛下，将按照I.V.Mineeva等在Russian Journal of Organic Chemistry，45，1623(2009)中描述的方法以3,3-二乙氧基丙酸乙酯为起始材料生产的32.1g的3-溴甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛、30mg的碘化亚铜(I)、45mg的亚磷酸三乙酯和200ml的四氢呋喃的混合物在冰上搅拌。通过通常的方法，在15℃以下在40分钟内对该混合物滴加以3-甲基-3-丁烯基溴化物为格氏试剂生产出的250ml的0.75M 3-甲基-3-丁烯基溴化镁的四氢呋喃溶液、3.10g的1,2-二溴乙烷、4.44g的镁和220ml的四氢呋喃。将反应混合物在冰上搅拌100分钟。然后对混合物添加饱和氯化铵水溶液，并用乙酸乙酯萃取。对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到粗制产物。将粗制产物减压蒸馏，得到18.38g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛(93％GC，收率：74％)。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛
无色油状物。
沸点：71-74℃/266Pa。
IR(D-ATR)：ν＝3074,2975,2932,1648,1444,1372,1128,1061,1023,888cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.19(6H,t,J＝7Hz),1.54-1.60(2H,m),1.70(3H,s),2.00(2H,t,J＝7.6Hz),2.05(2H,t,J＝7.6Hz),2.34(2H,d,J＝5.7Hz),3.46-3.54(2H,m),3.61-3.68(2H,m),4.61(1H,t,J＝5.7Hz),4.66(1H,br.s),4.69(1H,br.s),4.82-4.83(2H,m)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝15.24(2C),22.35,25.52,36.09,37.37,40.19,61.00(2C),102.07,109.86,111.68,145.20,145.77ppm。
GC-MS(EI,70eV):29,47,75,103(基峰),119,135,225[(M-H)+]
实施例4：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛的2号生产
[通式(1)中的R1＝R2＝CH2CH3＝Et]
Figure BDA0001495191810000271
除了用10.0g的3-乙酰氧基甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛(86.5％GC)代替3-溴甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛之外，以与实施例3相同的方式生产出12.37g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛(80.8％GC，定量的收率)。所得到的目标化合物与实施例3中的目标化合物相同。
实施例5：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二丁基缩醛的生产
[通式(1)中的R1＝R2＝CH2CH2CH2CH3＝Bu]
Figure BDA0001495191810000272
除了用0.65g的3-乙酰氧基甲基-3-丁烯醛二丁基缩醛(90.5％GC)代替3-溴甲基-3-丁烯醛二乙基缩醛之外，以与实施例3相同的方式生产出0.81g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二丁基缩醛(82.3％GC，定量的收率)。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二丁基缩醛
无色油状物。
IR(D-ATR):ν＝2959,2934,2872,1649,1456,1375,1232,1116,1072,1039cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝0.91(6H,t,J＝7.3Hz),1.33-1.42(4H,m),1.51-1.60(6H,m),1.71(3H,s),2.00(2H,br.t,J＝7.6Hz),2.05(2H,br.t,J＝7.7Hz),2.34(2H,d,J＝5.7Hz),3.39-3.44(2H,m),3.56-3.61(2H,m),4.58(1H,t,J＝5.7Hz),4.67(1H,br.s),4.70(1H,br.s),4.81(1H,br.s),4.82(1H,br.s)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝13.88(2C),19.40(2C),22.35,25.56,31.93(2C),36.12,37.40,40.11,65.34(2C),102.35,109.85,111.63,145.29,145.80ppm。
GC-MS(EI,70eV):41,57(基峰),81,103,121,135,159,281[(M-H)+]。
实施例6：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二甲基缩醛的生产
[通式(1)中的R1＝R2＝CH3＝Me]
Figure BDA0001495191810000281
在氮气氛下，将2.0g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛(83.6％GC)、15.0g的甲醇和0.05g的对甲苯磺酸吡啶鎓一水合物的混合物在室温搅拌2小时。将反应混合物倒入饱和碳酸氢钠水溶液中，用正己烷萃取。对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到0.91g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二甲基缩醛(86.6％GC，收率：54％)。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二甲基缩醛
无色油状物。
IR(D-ATR):ν＝3074,2936,2830,1648,1446,1373,1192,1123,1078,1060,888cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.55-1.61(2H,m),1.71(3H,s),2.01(2H,t,J＝7.6Hz),2.05(2H,t,J＝7.8Hz),2.34(2H,d,J＝5.7Hz),3.32(6H,s),4.51(1H,t,J＝5.8Hz),4.67(1H,br.s),4.70(1H,br.s),4.79(2H,br.s)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝22.35,25.53,35.89,37.34,39.20,52.70(2C),103.41,109.91,111.86,144.88,145.73ppm。
GC-MS(EI,70eV):47,75(基峰),109,197[(M-H)+]。
实施例7：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛乙烯缩醛的生产
[通式(1)中的R1-R2＝CH2CH2]
Figure BDA0001495191810000291
在氮气氛下，将3.0g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛(83.6％GC)、4.00g的乙二醇、0.05g的对甲苯磺酸吡啶鎓一水合物和12ml的甲苯的混合物搅拌并加热回流，同时蒸馏掉所产生的乙醇。两小时后，当蒸馏结束时，将反应混合物冷却至室温，然后倒入水中，用正己烷萃取。对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到2.61g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛乙烯缩醛(83.4％GC，定量的收率)。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛乙烯缩醛
无色油状物。
IR(D-ATR):ν＝3074,2936,2883,1648,1444,1396,1213,1133,1044,889cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.55-1.62(2H,m),1.71(3H,s),2.01(2H,t,J＝7.6Hz),2.08(2H,t,J＝7.8Hz),2.38(2H,d,J＝5.2Hz),3.82-3.88(2H,m),3.94-4.01(2H,m),4.67(1H,br.s-like),4.70(1H,br.s-like),4.88(2H,br.s-like),4.97(1H,t,J＝5.2Hz)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝22.33,25.47,36.09,37.31,40.63,64.76(2C),103.60,109.88,112.22,144.48,145.70ppm。
GC-MS(EI,70eV):45,73(基峰),195[(M-H)+]。
实施例8：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)的1号生产
Figure BDA0001495191810000301
在氮气氛下，将2.00g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛(93％GC)和6.00g的重量比为10:5:1的水、乙酸和甲酸的混合物在50℃搅拌1小时，然后在60℃搅拌4小时。将反应混合物冷却并用甲苯稀释。对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到作为粗制产物的1.58g的7-甲基-3亚甲基-7-辛烯醛、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的混合物(65％GC，三种化合物的总收率：77％)，其1H-NMR积分面积比为80.9:7.6:11.5。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛
淡黄色液体。
IR(D-ATR):ν＝3075,2970,2937,1725,1675,1647,1445,1375,890cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.55-1.63(2H,m),1.71(3H,s),2.01(2H,t,J＝7.7Hz),2.06(2H,t,J＝7.7Hz),3.09(2H,d-like,J＝2.7Hz),4.68(1H,br.s),4.2(1H,br.s),4.92(1H,br.s),5.05(1H,br.s),9.64(1H,t,J＝2.7Hz)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝22.26,25.09,36.19,37.11,50.95,110.17,114.78,140.54,145.28,199.99ppm。
GC-MS(EI,70eV):41(基峰),53,67,81,93,108,119,137,152(M+)。
实施例9：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)的2号生产
Figure BDA0001495191810000302
在氮气氛下，向20.0g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛(83％GC)、10ml的四氢呋喃和10ml的甲苯的混合物加入50g的10％盐酸，在室温搅拌8小时，然后在40℃搅拌1小时。将反应混合物冷却，然后分离有机相。具有70％的反应转化[＝100×(产物GC％)/{(产物GC％+材料GC％)}]的有机相含有7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛，GC％比率为82.8:7.3:9.9。有机相不被进一步纯化，并进行下一步骤。
实施例10：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)的3号生产
Figure BDA0001495191810000311
在氮气氛下，将0.50g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二甲基缩醛(87％GC)、1.8g的草酸二水合物、2ml的四氢呋喃和4ml的水的混合物在室温搅拌6小时。将反应混合物冷却，然后用正己烷稀释。对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到作为粗制产物的0.24g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的混合物(87.7％GC，三种化合物的总收率：66％)，GC％比率为83.1:6.6:10.3。所得目标化合物与实施例8中的目标化合物相同。
实施例11：制备7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)
Figure BDA0001495191810000312
在氮气氛下，将3.50g的硼氢化钠、2ml的20％氢氧化钠水溶液和60ml的水的混合物在冰上冷却后，在10℃以下用20分钟向其滴加实施例9中得到的含有7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)的有机相。将反应混合物搅拌24小时，然后分离有机相。对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到13.45g的粗制产物。粗制产物含有49.1％GC(转化收率：49％)的目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇和作为实施例9中的起始材料的24.8％GC(转化收率：20.3％)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇二乙基缩醛。通过硅胶柱色谱分离和纯化粗制产物，得到3.66g的起始材料7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛(83.1％GC，来自实施例9的两步骤回收收率：18％)和两个馏分：5.00g(97.7％GC)和0.84g(95.2％GC)的目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇。从实施例9得到的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇的总共两个馏分的两步骤收率为54％，考虑到材料回收的来自实施例9的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇的两步骤收率为66％。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇
淡黄色油状物
IR(D-ATR):ν＝3336,3074,2936,1647,1445,1374,1046,887cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.54-1.64(2H,m),1.63(1H,OH,t-样,J＝ca.5Hz),1.71(3H,s),1.97-2.07(4H,m),2.29(2H,t-状,J＝6.4Hz),3.70(2H,q-状,J＝ca.6Hz),4.67(1H,br.s),4.70(1H,br.s),4.82(1H,br.s),4.86(1H,br.s)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝22.31,25.53,35.26,37.30,39.09,60.31,109.97,111.59,145.59,145.91ppm。
GC-MS(EI,70eV):41,55,68(基峰),81,93,109,121,139,154(M+)。
GC-MS(CI,异丁烷):69,81,95,111,125,137,155[(M+H)+]。
实施例12：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯的生产
[通式(4)中的R3＝CH2CH3]
Figure BDA0001495191810000321
在氮气氛下，向5.45g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(88.3％GC)、10.0g的吡啶和30ml的四氢呋喃的混合物加入4.80g的丙酸酐。将反应混合物加热回流并搅拌5小时，然后加入饱和碳酸氢钠水溶液，停止反应。对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到7.44g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯的粗制产物。将粗制产物减压蒸馏，得到5.25g的目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯(95.5％GC，包括具有87.7％GC的初始馏出物的收率：91％)。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯
无色油状物
沸点：80℃/399Pa
IR(D-ATR):ν＝3076,2981,2938,1739,1648,1462,1376,1349,1273,1181,1084,1016,889cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.12(3H,t,J＝7.6Hz),1.53-1.61(2H,m),1.71(3H,s),1.97-2.06(4H,m),2.31(2H,q,J＝7.6Hz),2.33(2H,t-状,J＝7Hz),4.17(2H,t,J＝7.1Hz),4.67(1H,s-状),4.70(1H,s-状),4.77(1H,s-状),4.81(1H,s-状)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝9.10,22.32,25.51,27.56,34.95,35.86,37.29,62.73,109.96,111.18,145.44,145.60,174.41ppm。
GC-MS(EI,70eV):29,41,57(基峰),68,79,93,107,121,136,210(M+)。
实施例13：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基千里酸酯(senecioate)
[通式(4)中的R3＝CH:C(CH3)2]
Figure BDA0001495191810000331
在氮气氛下，将4.00g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(95.2％GC)、10.0g的千里酸甲酯和0.5ml的异丙醇钛(IV)的混合物加热，同时将水浴温度从80℃逐渐增加至155℃，蒸馏掉所产生的甲醇。两小时后，作为连续加热的结果，甲醇蒸馏结束时，将蒸气温度增加到136℃，这是千里酸甲酯的沸点。将反应混合物冷却，然后在减压下直接蒸馏以回收过量的千里酸甲酯。然后得到2.89g的目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基千里酸酯(96.6％GC，包括具有84.7％GC的初始馏出物的收率：56％)。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基千里酸酯
无色油状物
沸点：94-95℃/399Pa。
IR(D-ATR):ν＝3075,2969,2937,2916,1720,1651,1446,1377,1348,1272,1228,1147,1080,1000,889,851cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.54-1.61(2H,m),1.70(3H,s),1.88(3H,d,J＝1.3Hz),2.02(4H,五联(quint)-状,J＝ca.7Hz),2.15(3H,d,J＝1.1Hz),2.35(2H,t-状,J＝7Hz),4.19(2H,t,J＝7.1Hz),4.66(1H,s-状),4.70(1H,s-状),4.79(1H,s-状),4.81(1H,s-状),5.66(1H,七联(septet),J＝1.3Hz)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝20.14,22.32,25.52,27.33,35.01,35.69,37.30,62.02,109.94,111.07,115.99,145.61,145.63,156.54,166.61ppm。
GC-MS(EI,70eV):29,41,55,68,83(基峰),95,107,121,136,236(M+)。
实施例14：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基乙酸酯的生产
[通式(4)中的R3＝CH3]
Figure BDA0001495191810000341
在氮气氛下，将5.00g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(95.2％GC)、10.0g的吡啶和4.00g的乙酸酐的混合物在室温搅拌3小时。将反应混合物倒入冷水中并用乙醚萃取。将通过常规的洗涤、干燥和浓缩获得的粗制产物减压下蒸馏，得到5.82g的目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基乙酸酯(96.4％GC，包括具有91.9％GC的初始馏出物的收率：96％)。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基乙酸酯
无色油状物
沸点：56-58℃/399Pa。
IR(D-ATR):ν＝3075,2967,2937,2866,1743,1648,1445,1365,1237,1036,889cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.53-1.60(2H,m),1.98-2.04(4H,m),2.03(3H,s),2.33(2H,t-状,J＝7.1Hz),4.16(2H,t,J＝7.1Hz),4.66(1H,s-状),4.70(1H,s-状),4.77(1H,s-状),4.81(1H,s-状)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝20.93,22.32,25.48,34.86,35.65,37.28,62.88,109.97,111.17,145.38,145.58,171.02ppm。
GC-MS(EI,70eV):29,43(基峰),56,69,81,95,109,124,137。
实施例15：3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的1号生产
Figure BDA0001495191810000342
在氮气氛下，将1.00g的吡啶和5.00g的甲苯的混合物与1.00g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的以76:9:16比率的混合物(65.6％GC，含37.3％甲苯)加热回流并搅拌8小时。将反应混合物冷却，然后倒入稀盐酸中，用正己烷萃取。对有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到作为粗制产物的0.80g的Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的比率为35:65的混合物(86.2％GC，定量的收率)。
3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛
异构体比率Z:E＝35.0:65.0
淡黄色的油状物
IR(D-ATR):ν＝3074,2938,2861,1675,1444,1376,1195,1122,887cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.62-1.69(2H,m,Z&E),1.70(3H,s-like,Z&E),1.96(3×0.35H,d,J＝1.2Hz,Z),2.00-2.06(2H,m,Z&E),2.15(3×0.65H,d,J＝1.2Hz,E),2.19(2×0.65H,br.t,J＝7.7Hz,E),2.55(2×0.35H,dd,J＝7.6,8.1Hz,Z),4.66-4.74(2H,m,Z&E),5.86-5.88(2H,m,Z&E),9.93(0.35H,d,J＝8Hz,Z),9.84(0.65H,d,J＝8Hz,E)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝17.47(Z&E),22.19(Z&E),24.85(E),26.33(Z),31.89(Z),37.04(E),37.13(Z),39.94(E),110.50(E),110.69(Z),127.34(E),128.53(Z),144.56(E),144.79(Z),163.94(E),164.34(Z),190.67(Z),191.22(E)ppm。
GC-MS(EI,70eV):(Z)-异构体:41,53,67,84(基峰),95,109,119,137,152(M+)；(E)-异构体:41(基峰),53,67,81,95,109,123,137,152(M+)。
GC-MS(CI,异丁烷):(Z)-异构体:71,95,109(基峰),135,153[(M+H)+]；(E)-异构体:71,95,109(基峰),135,153[(M+H)+]。
实施例16：3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的2号生产
在氮气氛下，将2.00g的1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯和80ml的甲苯的混合物与62.3g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的39:23:38比率的混合物(52.4％GC，含37.1％甲苯)在室温搅拌3小时。反应混合物含有Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的比率为37:63的混合物。除了异构体比率之外，反应混合物的组分与实施例15中的组分相同。
实施例17：3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的3号生产
在氮气氛下，将0.1g的三乙胺和1ml的四氢呋喃的混合物与200mg的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的GC％比率为55:16:29的混合物(87.3％GC)在室温搅拌18小时。反应混合物含有Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的比率为18:82的混合物。除了异构体比率之外，反应混合物的组分与实施例15中的组分相同。
实施例18：3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的4号生产
在氮气氛下，将2.0g的三乙胺和100ml的四氢呋喃的混合物与28.5g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的比率为55:16:29的混合物(87.3％GC)在室温搅拌18小时。反应混合物含有比率为19:81的Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的混合物。除了异构体比率之外，反应混合物的组分与实施例15中的组分相同。
实施例19：3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的1号生产
Figure BDA0001495191810000361
在氮气氛下，将22.0g的硼氢化钠、10ml的15％氢氧化钠水溶液和300ml的水的混合物在冰上搅拌，并将500ml的四氢呋喃与128.4g的Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的比率为36:64的的混合物(68.9g％GC)在12℃以下滴加1小时。将反应混合物在冰上搅拌40分钟，然后在室温搅拌1小时。然后分离有机相，水相用乙醚萃取。对组合的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到粗制产物。粗制产物是Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇的比率为33:67的混合物(74.8％GC，定量的收率)。粗制产物没有进一步纯化，并进行下一步骤。
3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇
异构体比率Z:E＝33:67。
淡黄色油状物
IR(D-ATR):ν＝3336,3074,2968,2935,1649,1444,1375,999,886cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.45(1H,br,Z&E),1.48-1.59(2H,m,Z&E),1.66(3×0.64H,br.s,E),1.70(3H,br.s,Z&E),1.73(3×0.33H,br.s,Z),1.95-2.03(4×0.67H+2×0.33H,m,Z&E),2.06(2×0.33H,br.t,J＝8Hz,Z),4.10(0.33H,br.s,Z),4.11(0.33H,br.s,Z),4.13(0.67H,br.s,E),4.15(0.67H,br.s,E),4.63-4.74(2H,m,Z&E),5.38-5.44(1H,m,Z&E)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝16.13(E),22.34(E+Z),23.34(Z),25.53(E),25.99(Z),31.38(Z),37.29(E),37.39(Z),39.04(E),58.97(Z),59.29(E),109.86(E),109.95(Z),123.39(E),124.27(Z),139.62(E),139.95(Z),145.55(Z),145.71(E)ppm。
GC-MS(EI,70eV):(Z)-异构体:41,55,69(基峰),83,96,109,121,136,154(M+)；(E)-异构体:41,55,69(基峰),83,96,109,121,136,154(M+)。
实施例20：3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的2号生产
在氮气氛下，将5.0g的硼氢化钠、5.0g的20％氢氧化钠水溶液和50ml的水的混合物在冰上搅拌，并将100ml的乙醇与含有在实施例16中得到的Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的比率为37:63的反应混合物的混合物在20分钟内滴加到其中。将反应混合物在室温搅拌16小时，然后分离有机相，水相用乙醚萃取。对组合的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到粗制产物。粗制产物是比率为37:63的Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇的混合物(69.2％GC，定量的收率)。除了异构体比率之外，混合物的组分与实施例19中的组分相同。
实施例21：3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的3号生产
在氮气氛下，将含有在实施例18中得到的Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的比率为19:81的反应混合物在冰上搅拌，在12℃以下用20分钟向其中滴加5.0g的硼氢化钠、0.4ml的20％氢氧化钠水溶液和100ml的水的混合物。将反应混合物在冰上搅拌140分钟，然后向其中加入饱和盐溶液，分离有机相。对有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到粗制产物。粗制产物为Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇的比率为19:81的混合物(78.8％GC，收率：94％)。除了异构体比率之外，混合物的组分与实施例19中的组分相同。
实施例22：3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的1号生产
[通式(7)中的R3＝CH2CH3]
Figure BDA0001495191810000381
在氮气氛下，将90.0g的吡啶和700ml的叔丁基甲基醚的混合物与122g的在实施例19中得到的Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇的比率为33:67的混合物(74.8％GC)在冰上搅拌，并在12℃以下在50分钟内向其中滴加55.0g的丙酰氯。将反应混合物在室温搅拌14小时，然后在冰上冷却，向其中加入饱和碳酸氢钠水溶液。对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到144.16g的粗制产物。粗制产物是目标化合物Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的比率为33:67的混合物。将粗制产物在真空蒸馏下分馏，得到58.56g的目标化合物Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的混合物(87.6％至95.5％GC，异构体比率Z:E为42:58至18:84，包括低纯度的初始馏分的产率：51％)。
3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯(95.5％GC)
异构体比率Z:E＝29:71。
淡黄色油状物
沸点：81-85℃/399Pa。
IR(D-ATR):ν＝3073,2971,2939,1738,1650,1462,1377,1180,1081,887cm-1。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ＝1.13(3×0.29H,t,J＝7.6Hz,Z),1.13(3×0.71H,t,J＝7.6Hz),1.69(3H,br.s,Z&E),1.70(3H,br.s,Z&E),1.96-2.03(4×0.71+2×0.29H,m,Z&E),2.08(2×0.29H,br.t,J＝7.7Hz,Z),2.31(2×0.29H,q,J＝7.6Hz,Z),2.32(2×0.71H,q,J＝7.6Hz,E),4.55(0.29H,br.s,Z),4.56(0.29H,br.s,Z),4.58(0.71H,br.s,E),4.59(0.71H,br.s,E),4.66(2H,br.s,Z&E),4.70(2H,br.s,Z&E),5.31-5.38(1H,m,Z&E)ppm。
13C-NMR(125MHz,CDCl3):δ＝9.10(Z&E),16.31(E),22.32(Z&E),23.39(Z),25.44(E),25.97(Z),27.57(Z&E),31.57(Z),37.24(E),37.40(Z),39.01(E),60.87(Z),61.20(E),109.94(E),109.98(Z),118.48(E),119.23(Z),142.05(E),142.61(Z),145.47(Z),145.62(E),174.46(Z),174.47(E)ppm。
GC-MS(EI,70eV):(Z)-异构体:29,41,57(基峰),69,81,93,107,121,136,154,167,181,195；(E)-异构体:29,41,57(基峰),69,81,93,107,121,136,154,167,181,195。
实施例23：3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的2号生产
[通式(7)中的R3＝CH2CH3]
Figure BDA0001495191810000391
在氮气氛下，将26.2g的吡啶和200ml的叔丁基甲基醚的混合物与34.1g的在实施例21中得到的Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇的比率为19:81的混合物在冰上搅拌，并在20℃以下用20分钟滴加25.6g的丙酰氯。将反应混合物在室温搅拌2.5小时，然后在冰上冷却，向其中加入饱和碳酸氢钠水溶液。对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到43.90g的粗制产物。通过真空蒸馏将粗制产物分馏，得到31.90g的目标化合物Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的混合物(95.8％GC，异构体比率Z:E＝19:81，包括低纯度的初始馏分的收率：87％)。除了异构体比率之外，混合物的组分与实施例22中的组分相同。
实施例24：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)的混合物的同时生产
Figure BDA0001495191810000401
首先，将10.0g的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛二乙基缩醛(83.6％GC)和30g的水、乙酸和甲酸的重量比为10:5:1的混合物在70～80℃搅拌8小时。将反应混合物冷却，然后用甲苯稀释并洗涤，然后分离有机相。有机相含有目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的GC面积比为33:26:41的混合物。尽管异构体比率不同，混合物的组分与实施例8和实施例15中的相同。有机相不被进一步纯化，并进行下一步骤。
实施例25：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)和3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)的混合物的同时生产
Figure BDA0001495191810000402
在氮气氛下，将1.50g的硼氢化钠、50ml的20％氢氧化钠水溶液和50ml的水的混合物在冰上搅拌，并在15℃以下用30分钟向其中滴加入50ml的乙醇与在实施例24中得到的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的GC面积比为33:26:41的混合物的混合物。将反应混合物加热至室温并搅拌16小时，然后分离有机相。对有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到5.63g的粗制产物。粗制产物为目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇的GC面积比为32:28:41的混合物(71.9％GC，收率：71％)。尽管异构体比率不同，混合物的组分与实施例11和实施例19中的相同。粗制产物没有进一步纯化，并进行下一步骤。
实施例26：7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯[通式(4)中的R3＝CH2CH3]和3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯[通式(7)中的R3＝CH2CH3]的混合物的同时生产
Figure BDA0001495191810000403
在氮气氛下，将20.0g的吡啶和20.0g的四氢呋喃的混合物与5.48g的在实施例25中得到的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇的比率为32:28:41的混合物(71.9％GC)在冰上搅拌，并向其中加入4.00g的丙酰氯。将反应混合物在冰上搅拌2小时，然后在室温搅拌17小时，向其中加入水以停止反应。向其中加入己烷，对分离的有机相进行常规的洗涤、干燥和浓缩处理，得到7.15g的粗制产物。粗制产物是目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的比率为30:27:43的混合物。将粗制产物减压蒸馏，得到5.03g的目标化合物7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的比率为30:27:44的混合物(89.3％GC，包括具有54.9％GC的初始馏出物的收率：89％)。
7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基丙酸酯、Z-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯和E-3,7-二甲基-2,7-辛二烯基丙酸酯的比率为30:27:44的混合物
沸点：75℃/332Pa
尽管异构体比率不同，混合物的组分与实施例12和实施例22中的相同。

Claims (8)

1.一种用于生产式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛的方法：
Figure FDA0001495191800000011
该方法包括：
将通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物水解，得到所述7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)的步骤：
Figure FDA0001495191800000012
其中R1和R2可以相同或不同，各自为具有1～6个碳原子的烷基，或相互键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基。
2.一种用于生产通式(4)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物的方法：
Figure FDA0001495191800000013
其中R3是氢原子或具有1～6个碳原子的一价烃基，
该方法包括以下步骤：
将通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物水解，得到式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛：
Figure FDA0001495191800000014
其中R1和R2可以相同或不同，各自为具有1～6个碳原子的烷基，或相互键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基；
将所述7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)还原，得到式(3)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇：
Figure FDA0001495191800000015
和
将所述7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇(3)酯化，得到所述7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)。
3.一种用于生产式(5)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的方法：
Figure FDA0001495191800000021
该方法包括以下步骤：
将通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物水解，得到式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛：
Figure FDA0001495191800000022
其中R1和R2可以相同或不同，各自为具有1～6个碳原子的烷基，或相互键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基；和
在碱存在下使所述7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)异构化，得到所述3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)。
4.一种用于生产通式(7)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物的方法：
Figure FDA0001495191800000023
其中R3是氢原子或具有1～6个碳原子的一价烃基，
该方法包括以下步骤：
将通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物水解；得到式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛：
Figure FDA0001495191800000024
其中R1和R2可以相同或不同，各自为具有1～6个碳原子的烷基，或相互键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基；
在碱的存在下使所述7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛(2)异构化，得到式(5)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛：
Figure FDA0001495191800000025
将所述3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛(5)还原，得到式(6)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇：
Figure FDA0001495191800000031
和
将3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇(6)酯化，得到所述3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物(7)。
5.通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物：
Figure FDA0001495191800000032
其中R1和R2可以相同或不同，各自为具有1-6个碳原子的烷基，或相互键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基。
6.一种用于生产通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物的方法：
Figure FDA0001495191800000033
该方法包括：
将表示为通式(8)的3-甲基-3-丁烯基M的亲核试剂与通式(9)的缩醛化合物偶联，得到所述7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物的步骤：
Figure FDA0001495191800000034
其中M是阳离子部分，
其中R1和R2可以相同或不同，各自为具有1～6个碳原子的烷基，或相互键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基，并且X是离去基团。
7.通式(10)的3-酰氧基甲基-3-丁烯醛缩醛化合物：
Figure FDA0001495191800000035
其中R1和R2可以相同或不同，各自为具有1～6个碳原子的烷基，或者彼此键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基，并且X1是具有1～6个碳原子的酰氧基。
8.一种用于同时生产通式(4)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物和通式(7)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物的方法：
Figure FDA0001495191800000041
其中R3是氢原子或具有1～6个碳原子的一价烃基，
该方法包括以下步骤：
使通式(1)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛缩醛化合物水解和异构化，得到式(2)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醛和式(5)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醛的第一混合物：
Figure FDA0001495191800000042
其中R1和R2可以相同或不同，各自为具有1～6个碳原子的烷基，或相互键合形成具有2～12个碳原子的二价亚烷基，
其中在所述异构化中存在酸或碱；
将所述第一混合物还原，得到式(3)的7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯醇和式(6)的3,7-二甲基-2,7-辛二烯醇的第二混合物：
Figure FDA0001495191800000043
和
将所述第二混合物酯化，得到所述7-甲基-3-亚甲基-7-辛烯基羧酸酯化合物(4)和所述3,7-二甲基-2,7-辛二烯基羧酸酯化合物(7)的第三混合物。
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