CN115322072A - 一种以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以4‑甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，包括以下步骤：(1)在反应器中加入原料、4‑甲基苯磺酸吡啶鎓，再加入溶剂；(2)升温搅拌；(3)降温后，萃取洗涤，用干燥剂干燥，旋蒸得到烯醇产物。本方法与现有的以甲苯磺酸一水合物为催化剂的脱保护反应相比，具有反应条件温和、收率高、副产物少、后处理简单等优点。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，特别是涉及一种以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法。
背景技术
长直链稀醇是一种重要的化工原料及医药中间体，主要用于制造医药及材料，如用于生产棕榈油酸甲酯、棕榈油醇、9-十六烯醇乙酸酯、11-十六碳烯-1-醛等医药中间体，还可用于制备功能材料、粘合剂、聚合物材料等，用途广泛。
目前长直链稀醇的主要有以下几种合成方法：
(1)文献(Journal of Chemical Ecology,2007,33:555-565.)中报道了用对甲苯磺酸(pTSA)为催化剂，甲醇作溶剂，将原料在室温下搅拌脱保护生成11-十六碳烯-1-醇，收率91％，缺点是原料反应不完全由于对甲苯磺酸一水合物有一定的酸性，在反应进行过程中，会产生较明显的可逆反应，导致原料反应不完全，从而影响产率。
(2)文献(合成化学,2020,28(09):791-795.)中报道了用对甲苯磺酸(pTSA)为催化剂，甲醇作溶剂，将原料在室温下搅拌脱保护生成13-十八碳烯-1-醇，收率92％，缺点是原料反应不完全。
上述合成方法存在反应不完全、产物纯度不高等问题，这些问题制约了烯醇脱保护的实验稳定性及后续反应的进行。
发明内容
由于对甲苯磺酸一水合物有一定的酸性，在反应进行过程中，会产生较明显的可逆反应，导致原料反应不完全，从而影响产率。本发明采用4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂，提供了一种以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护得到烯醇的方法，该方法具有反应条件温和、收率高、副产物少、后处理简单等优点。
具体方法方案有说明，改变了反应温度。
本发明提供了如下方案：
一种以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，所述方法包括以下步骤：(1)在反应器中加入原料、4-甲基苯磺酸吡啶鎓(PPTS)，再加入溶剂；(2)升温搅拌；(3)降温后，萃取洗涤，用干燥剂干燥，旋蒸得到烯醇产物。
优选地，脱保护反应路线如下：
其中，
为含保护基团原料的结构；
优选地，所述原料与4-甲基苯磺酸吡啶鎓的摩尔比为1:0.03-1:0.20。
优选地，所述溶剂包括二氯甲烷、正己烷、甲基叔丁基醚、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或多种。
优选地，所述溶剂与原料的质量比8：1—20：1。
优选地，所述的脱保护的反应条件为甲基叔丁基醚回流。
优选地，步骤(2)具体操作包括：升温至55℃搅拌5-10h。
优选地，步骤(3)具体操作包括：GC检测合格后，降温至室温(20℃—30℃)。
优选地，所述的干燥剂为无水硫酸钠、无水碳酸钠、无水硫酸镁、无水氯化钙中的一种或多种。
优选地，所述烯醇包括Z-11-十六碳烯醇、Z-9-十六碳烯醇、Z-13-十八碳烯醇。
优选地，所述原料包括2-(Z-11十六碳烯氧基)-四氢吡喃、2-(Z-9-十六碳烯氧基)-四氢吡喃、2-(Z-13-十八碳烯氧基)-四氢吡喃。
本发明提供的另一方案：
一种以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂的端醇羟基保护方法，所述方法包括以下步骤：在三口反应瓶中加入摩尔比1:0.03-1:0.20的原料/4-甲基苯磺酸吡啶鎓、加入质量为原料8-20倍的甲基叔丁基醚作为溶剂，升温至55℃搅拌5-10h，经GC检测合格后，降温至室温，后经萃取洗涤干燥旋蒸得到烯醇产物。
本发明的有益效果是：以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护得到烯醇的方法，是将原料和4-甲基苯磺酸吡啶鎓加入甲基叔丁基醚溶液中，然后回流搅拌，反应结束后经萃取干燥旋蒸得到烯醇产物。由于对甲苯磺酸一水合物有一定的酸性，在反应进行过程中，会产生可逆反应，导致原料反应不完全，从而影响产率。该方法与现有的以甲苯磺酸一水合物脱保护反应相比酸性减弱，且同样有良好的催化效果，具有反应条件温和、收率高、副产物少、后处理简单等优点。
本发明中的气相色谱分析条件如下：
文中采用安捷伦公司的Agilent-7890B气相色谱仪(GC)对产物的纯度进行了表征，即GC检测。
检测器：氢火焰离子化检测器(FID)；色谱柱：HP-5(30m×0.320mm×0.25μm)；进样器和检测器温度：280℃；分流比：3：1。
采用四段程序升温如下表所示：
升温程序
在色谱法中，想知道被测样品浓度。可以用外标法首先用待测组分的标准样品绘制工作曲线，测出各峰的峰高或峰面积对应的样品浓度，绘制出标准曲线。实际应用时，测出峰高或峰面积对应标准曲线，就可以得到样品浓度。
本文即采用外标法测得纯度。
收率计算公式：
Y＝m1*M0*c/(m0*M1)
其中：
Y——表示该反应的收率，％；
m0——表示原料质量，g：
M0——表示原料的摩尔质量，g/mol；
m1——表示反应所得产物质量，g；
M1——表示产物的摩尔质量，g/mol；
c——表示产物GC外表测的纯度，％。
上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
具体实施方式
下面将对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
在500mL三口烧瓶中，加入2-(Z-11-十六碳烯氧基)-四氢吡喃50.08g(0.1543mol)，4-甲基苯磺酸吡啶鎓2.71g(0.0108mol)，400mL甲醇溶液，升温至65℃回流5h，反应结束后经萃取干燥，旋蒸得到浅黄色油状液体，即产物Z-11-十六碳烯醇36.34g，GC外标检测纯度95.26％，收率93.30％。
实施例2：
在1000mL三口烧瓶中，加入2-(Z-9-十六碳烯氧基)-四氢吡喃50.12g(0.1544mol)，4-甲基苯磺酸吡啶鎓3.10g(0.0124mol)，600mL甲基叔丁基醚溶液，升温至55℃回流7h，反应结束后经萃取干燥，旋蒸得到浅黄色油状液体，即产物Z-9-十六碳烯醇35.98g，GC外标检测纯度94.11％，收率91.21％。
实施例3：
在1000mL三口烧瓶中，加入2-(Z-13-十八碳烯氧基)-四氢吡喃49.88g(0.1415mol)，4-甲基苯磺酸吡啶鎓3.54g(0.0141mol)，800mL二氯甲烷溶液，20℃室温搅拌10h，反应结束后经萃取干燥，旋蒸得到浅黄色油状液体，即产物Z-13-十八碳烯醇37.46g，GC外标检测纯度95.76％，收率94.44％。
三个实施例均表现出≥94％的纯度(外标测得)，且收率稳定在91％以上，说明该反应的产物较纯，反应实际效果可行，且无原料残余。
对比例1：
在500mL三口烧瓶中，加入2-(Z-11-十六碳烯氧基)-四氢吡喃50.08g(0.1543mol)，对甲苯磺酸一水合物2.05g(0.0108mol)，400mL甲醇溶液，20℃室温搅拌5h，反应结束后经萃取干燥，旋蒸得到浅黄色油状液体，即产物Z-11-十六碳烯醇34.58g，GC外标检测纯度88.19％，原料余量2.37％，收率82.33％。
对比例2：
在1000mL三口烧瓶中，加入2-(Z-9-十六碳烯氧基)-四氢吡喃50.12g(0.1544mol)，对甲苯磺酸一水合物2.36g(0.0124mol)，600mL甲基叔丁基醚溶液，20℃室温搅拌7h，反应结束后经萃取干燥，旋蒸得到浅黄色油状液体，产物Z-9-十六碳烯醇34.67g，GC外标检测纯度90.24％，原料余量1.35％，收率84.47％。
对比例3：
在1000mL三口烧瓶中，加入2-(Z-13-十八碳烯氧基)-四氢吡喃
49.88g(0.1415mol)对甲苯磺酸一水合物2.68g(0.0141mol)，800mL二氯甲烷溶液，20℃室温搅拌10h，反应结束后经萃取干燥，旋蒸得到浅黄色油状液体，即产物Z-13-十八碳烯醇36.88g，GC外标检测85.46％，原料余量1.8％，收率82.78％。
通过对比实验，发现实施例收率(≥91％)较对比例(82.33％—84.47％)有较高提升，且与对比例相比，无原料残留，反应比对比例进行彻底，反应效果改善明显。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在反应器中加入原料、4-甲基苯磺酸吡啶鎓，再加入溶剂；
(2)升温搅拌；
(3)降温后，萃取洗涤，用干燥剂干燥，旋蒸得到烯醇产物。
2.根据权利要求1所述的以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，脱保护反应路线如下：
其中，
为含保护基团原料的结构；
3.根据权利要求1所述的以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，所述原料与4-甲基苯磺酸吡啶鎓的摩尔比为1:0.03-1:0.20。
4.根据权利要求1所述的以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，所述溶剂包括二氯甲烷、正己烷、甲基叔丁基醚、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，所述溶剂与原料的质量比8：1—20：1。
6.根据权利要求1所述的以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，所述的脱保护的温度条件为甲基叔丁基醚回流。
7.根据权利要求1所述的以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，步骤(2)具体操作包括：升温至55℃搅拌5-10h。
8.根据权利要求2所述的以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，步骤(3)具体操作包括：降温至室温。
9.根据权利要求1所述的以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，所述的干燥剂为无水硫酸钠、无水碳酸钠、无水硫酸镁、无水氯化钙中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的以4-甲基苯磺酸吡啶鎓为催化剂脱保护制备烯醇的方法，其特征在于，所述烯醇包括Z-11-十六碳烯醇、Z-9-十六碳烯醇、Z-13-十八碳烯醇。
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