CN116178327A - 一种丁位内酯类化合物的合成方法 - Google Patents

一种丁位内酯类化合物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种丁位内酯类化合物的合成方法。包括以下步骤：在碱性添加剂存在条件下，1,3‑丙酮二羧酸单酯类化合物I和烯丙基类化合物II发生[3+3]环加成反应，生成丁位内酯类化合物III。该方法提供了一种新的合成丁位内酯类化合物的路线，该路线原料便宜易得、反应条件温和、操作简单、收率高。通过该方法，可以一步得到丁位辛内酯、丁位癸内酯和丁位十二内酯等常见丁位内酯类香料。

Description

一种丁位内酯类化合物的合成方法
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种丁位内酯类化合物的合成方法。
背景技术
丁位内酯类化合物是具有奶香、椰香、果香等香味的重要食品添加剂，广泛地应用于糖果、饮料、烘焙食品、糕点等食品中，也可以用于日化、烟用香精中。
不同的丁位内酯类化合物具有不同的独特的香味。例如丁位辛内酯具有奶油、乳脂香味，丁位癸内酯具有奶油、椰子和桃子样的果香香气，丁位十二内酯具有强烈的奶油和果香香气。
Figure BDA0004037098840000011
虽然丁位内酯类化合物具有特殊的香气并且很多都天然存在，但由于天然含量少，无法满足市场日益增长的需求，目前人工合成已经成为主要的方法。
目前丁位内酯类化合物的合成方法主要有两类。第一类：先制备5-羟基羧酸,然后再分子内脱水环合；第二类：首先制备出α-烷基环戊酮,然后再扩环成相应的丁位内酯，其中α-烷基环戊酮的合成可采用将环戊酮转变为烯胺,再与卤代烃作用得到，也可采用将环戊酮与醛作用后,再氢化得到，而α-烷基环戊酮的扩环，都是通过Baeyer-Villiger法氧化得到。相比于丁位内酯类化合物合成的第二类方法，第一类方法由于制备5-羟基羧酸步骤多，总收率更低，成本更高，因此目前工业化生产丁位内酯类化合物主要采取第二类方法。虽然第二类方法是目前工业化主流方案，但是目前也存在步骤较多，收率低，反应过程中需要使用氢气、硫酸、过氧乙酸等危险物料的居多缺点。
总之，目前合成丁位内酯类化合物的工业化路线存在居多缺点，因此开发一种新的路线来高收率地合成丁位辛内酯、丁位癸内酯、丁位十二内酯等丁位内酯类化合物具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种丁位内酯类化合物的合成方法，该方法具有收率高、应用价值明显等特点。在该催化体系下，可以一步得到香料丁位辛内酯、丁位癸内酯和丁位十二内酯等常见丁位内酯类香料。
为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：
一种丁位内酯类化合物的合成方法，所述方法在碱性添加剂存在条件下，1,3-丙酮二羧酸单酯化合物I和烯丙基化合物II发生[3+3]环加成反应，生成丁位内酯化合物III；
Figure BDA0004037098840000031
其中，R1、R2选自C1-C10的烷基、C3-C8的不取代环烷基、C3-C8取代环烷基、苯基、取代苯基、苄基、取代苄基中的一种或多种，所述取代的基团选自C1-C10的烷基、C1-C10的烷氧基、卤素、硝基中的一种或多种；优选R1、R2为C1-C10的烷基中的一种或多种；更优选R1为-CH3和/或-CH2CH3，R2为-C3H7、-C5H11、-C7H15中的一种；
其中，X选自卤素、取代或不取代的烷基羧酸酯基、烷基碳酸酯基、烷基磺酸酯基、烷基磷酸酯基、苯基中的一种，所述取代的基团选自C1-C10的烷基、C1-C10的烷氧基、卤素、硝基中的一种，优选X为卤素和/或烷基羧酸酯基，更优选X为烷基羧酸酯基。
本反应中烯丙基类化合物II在金属催化剂作用下形成双亲电性的π-烯丙基钯活性中间体，而1,3-丙酮二羧酸单酯类化合物I在碱的作用下形成双亲核试剂，由于催化剂的空间位阻以及电子效应，使得1,3-丙酮二羧酸单酯类化合物I中羧基氧定向进攻π-烯丙基钯活性中间体的α碳，而1,3-丙酮二羧酸单酯类化合物I中α碳定向进攻π-烯丙基钯活性中间体的γ碳，从而高选择性地得到[3+3]环加成产物，最后在碱的作用下，发生脱羧，得到丁位内酯类化合物III。本发明的反应示意如下：
Figure BDA0004037098840000041
本发明中，所述1,3-丙酮二羧酸单酯化合物I和烯丙基化合物II的摩尔比为0.5-2:1，优选为1.2-1.5:1。
本发明中，所述碱性添加剂为有机胺、碱金属碱、碱金属盐中的一种或多种，优选三乙胺、N,N-二异丙基乙基胺、叔丁醇钾、KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、NaHCO3中的一种或多种，更优选K2CO3；优选地，所述碱性添加剂与烯丙基化合物II的摩尔比为0.5-6:1，优选为3-4.5:1。
本发明中，所述反应在钯络合物催化剂的存在下进行；优选地，所述钯络合物催化剂为钯盐与配体化合物IV形成的络合物，优选钯盐与配体化合物IV-1形成的络合物；
Figure BDA0004037098840000042
其中，R3、R4为C1-C10的烷基、C3-C8的不取代环烷基、C3-C8取代环烷基、苯基、取代苯基、苄基、取代苄基中的一种或多种；
优选地，所述钯盐为醋酸钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、双二亚苄基丙酮钯、三(二亚苄基丙酮)二钯-氯仿加合物、二(乙酰丙酮)钯和(2,4-环戊二烯-1-基)(苯基-2-丙烯基)-钯中的一种或多种，优选醋酸钯；优选地，所述钯络合物催化剂为烯丙基化合物II摩尔量的0.005-1倍，优选0.01-0.1倍。
本发明中，所述反应在溶剂中进行；优选地，所述溶剂为醇类、苯类、酯类、烷烃类、醚类中的一种或多种，优选甲醇、乙醇、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、二氯乙烷、四氢呋喃、乙醚中的一种或多种，优选甲苯和/或二甲苯。
本发明中，所述加成反应条件为：0-60℃反应1-18h，80-150℃继续反应1-12h，优选所述加成反应条件为：25-35℃反应8-10h，120-140℃继续反应6-8h。
本发明的另一目的在于提供一种丁位内酯类化合物。
一种丁位内酯类化合物，采用上述的丁位内酯类化合物的合成方法制备获得。
在一些具体的实施例方案中，可以获得丁位辛内酯、丁位癸内酯和丁位十二内酯：
Figure BDA0004037098840000051
与现有技术相比较，本发明具有以下积极效果：
(1)反应收率高(最高97％)；
(2)可以一步得到丁位辛内酯、丁位癸内酯和丁位十二内酯等常见丁位内酯类香料。
(3)工艺流程简单，易于产业化。
具体实施方法
以下通过具体实施例对本发明方法做进一步说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明的权利要求范围内其他任何公知的改变。
分析仪器：
1)核磁共振波谱仪型号：BRUKER ADVANCEⅢ400，400MHz,CDCl3作溶剂；
2)气相色谱仪：Agilent7890，DB-5分离柱，气化室温度305℃,检测器温度305℃，温度升温程序，起始温度40℃，恒温8min，以5℃/min升温至125℃，以20℃/min升温至310℃，恒温5min。
主要原料信息：
1,3-丙酮二羧酸单酯I-1、I-2、I-3，烯丙基类化合物II-1、II-2、II-3、II-4，配体IV-1、IV-2、IV-3，化学纯度≥98％，伊诺凯科技有限公司；
醋酸钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、二亚苄基丙酮钯，化学纯度>99％，百灵威试剂有限公司；
甲苯、甲醇、二氯乙烷、乙酸乙酯、四氢呋喃、三乙胺，化学纯度≥99.5％，N,N-二异丙基乙基胺、叔丁醇钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、环戊酮、正戊醛、亚硫酸钠、硫酸钠，化学纯度≥98％，5％钯碳(含40-60％水)，20％的过氧乙酸，阿拉丁试剂有限公司；
主要合成设备：单口玻璃烧瓶、高压反应釜、恒温油浴锅、手套箱。
实施例1
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及下式所示配体IV-1
Figure BDA0004037098840000071
(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1
Figure BDA0004037098840000072
(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1/>
Figure BDA0004037098840000073
(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率96％。表征结果为：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ0.92(t,3H),1.34-1.59(m,4H),1.62-1.74(m,1H),1.75-1.94(m,3H),2.37-2.49(m,1H),2.51-2.61(m,1H),4.28(dddd,1H)；13C NMR(75MHz,CDCl3):δ14.1,18.2,18.5,27.9,29.6,38.1,80.6,172.0.
实施例2
合成化合物丁位癸内酯III-2。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-2
Figure BDA0004037098840000081
(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝5/1)，得到产品丁位癸内酯III-2，收率97％。
实施例3
合成化合物丁位十二内酯III-3。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-3
Figure BDA0004037098840000082
(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝8/1)，得到产品丁位癸内酯III-3，收率97％。
实施例4
合成化合物III-4。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-4
Figure BDA0004037098840000091
(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位癸内酯III-4，收率93％。
实施例5
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及下式所示配体IV-2
Figure BDA0004037098840000092
(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率90％。
实施例6
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及下式所示配体IV-3
Figure BDA0004037098840000101
(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率93％。
实施例7
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属盐醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-2
Figure BDA0004037098840000111
(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率89％。
实施例8
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属盐醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-3
Figure BDA0004037098840000112
(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率86％。
实施例9
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体三(二亚苄基丙酮)二钯Pd2dba3(0.01mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，氮气保护下加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率94％。
实施例10
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体亚苄基丙酮钯Pd(dba)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，氮气保护下加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率90％。
实施例11
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及三乙胺(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率81％。
实施例12
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及N,N-二异丙基乙基胺(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率83％。
实施例13
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及叔丁醇钾(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率91％。
实施例14
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL甲苯以及碳酸钠(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率82％。
实施例15
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水甲醇，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL无水甲醇以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率83％。
实施例16
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水二氯乙烷，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL无水二氯乙烷以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率85％。
实施例17
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水乙酸乙酯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL无水乙酸乙酯以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率80％。
实施例18
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.02mmol)以及配体IV-1(0.025mmol)，然后加入5.0mL无水四氢呋喃，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.54mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL无水四氢呋喃以及碳酸钾(2mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。25℃搅拌反应10h(第一段)，然后在120℃温度下搅拌反应8h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率86％。
实施例19
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.005mmol)以及配体IV-1(0.006mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.90mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL无水甲苯以及碳酸钾(6mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。60℃搅拌反应1h(第一段)，然后在150℃温度下搅拌反应1h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率92％。
实施例20
合成化合物丁位辛内酯III-1。
在手套箱氮气保护下，在单口玻璃烧瓶中加入金属前体醋酸钯Pd(OAc)2(0.45mmol)以及配体IV-1(0.56mmol)，然后加入5.0mL无水甲苯，室温条件下搅拌1h。然后依次将上述搅拌好的催化剂溶液、1,3-丙酮二羧酸单酯I-1(0.225mmol)、烯丙基类化合物II-1(0.45mmol)、10mL无水甲苯以及碳酸钾(0.5mmol)加入到高压反应釜中，然后将反应釜从手套箱中拿出放置于恒温油浴锅中。0℃搅拌反应18h(第一段)，然后在80℃温度下搅拌反应12h(第二段)。反应完毕，减压旋蒸，使用硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯＝4/1)，得到产品丁位辛内酯III-1，收率98％。
对比例1
合成化合物丁位癸内酯III-2。采用专利CN103058973B中实施例1的方案制备丁位癸内酯III-2。
合成步骤包括两步：1)先合成2-戊基环戊酮，具体步骤如下：将890g 1.2％氢氧化钠溶液、4.5g Pd/C加入到5L反应釜中，N2置换三次，升温至80℃，通入氢气保压3Mpa，然后滴加540g环戊酮和450g正戊醛的混合物，4-5h滴加完，滴加完后继续保温保压反应0.5h，反应结束，释压，N2置换三次，降温到60-70℃后过滤，催化剂回收套用，分层，油层减压蒸馏得2-戊基环戊酮695g；2)合成丁位癸内酯：向三口烧瓶中加入300g甲苯作溶剂，再加入696g上述2-戊基环戊酮，在25-30℃下，搅拌下缓慢滴加20％的过氧乙酸1630g，约8h滴加结束，然后在此温度下恒温反应2h，然后依次用20％亚硫酸钠1025g洗涤一次，5％硫酸钠溶液500g洗涤两次，减压蒸馏回收甲苯后，收集115-120℃/0.02mmHg馏分得丁位癸内酯成品699g，两步的总收率为77％。
通过上述对比例1和和实施例2的对比可以发现，目前工业上合成丁位癸内酯的路线，即环戊酮先合成2-戊基环戊酮,然后扩环得到丁位癸内酯，存在反应步骤长(2步)、反应收率低(77％)等特点，而本发明报道的路线反应步骤短(1步)、反应收率高(97％)，具有显著的优点。
本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。

Claims (7)

1.一种丁位内酯类化合物的合成方法，其特征在于，所述方法在碱性添加剂存在条件下，1,3-丙酮二羧酸单酯化合物I和烯丙基化合物II发生[3+3]环加成反应，生成丁位内酯化合物III；
Figure FDA0004037098830000011
其中，R1、R2选自C1-C10的烷基、C3-C8的不取代环烷基、C3-C8取代环烷基、苯基、取代苯基、苄基、取代苄基中的一种或多种，所述取代的基团选自C1-C10的烷基、C1-C10的烷氧基、卤素、硝基中的一种或多种；优选R1、R2为C1-C10的烷基中的一种或多种；更优选R1为-CH3和/或-CH2CH3，R2为-C3H7、-C5H11、-C7H15中的一种；
其中，X选自卤素、取代或不取代的烷基羧酸酯基、烷基碳酸酯基、烷基磺酸酯基、烷基磷酸酯基、苯基中的一种，所述取代的基团选自C1-C10的烷基、C1-C10的烷氧基、卤素、硝基中的一种，优选X为卤素和/或烷基羧酸酯基，更优选X为烷基羧酸酯基。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述1,3-丙酮二羧酸单酯化合物I和烯丙基化合物II的摩尔比为0.5-2:1，优选为1.2-1.5:1。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述碱性添加剂为有机胺、碱金属碱、碱金属盐中的一种或多种，优选三乙胺、N,N-二异丙基乙基胺、叔丁醇钾、KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、NaHCO3中的一种或多种，更优选K2CO3；
优选地，所述碱性添加剂与烯丙基化合物II的摩尔比为0.5-6:1，优选为3-4.5:1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的合成方法，其特征在于，所述反应在钯络合物催化剂的存在下进行；
优选地，所述钯络合物催化剂为钯盐与配体化合物IV形成的络合物，优选钯盐与配体化合物IV-1形成的络合物；
Figure FDA0004037098830000021
其中，R3、R4为C1-C10的烷基、C3-C8的不取代环烷基、C3-C8取代环烷基、苯基、取代苯基、苄基、取代苄基中的一种或多种；
优选地，所述钯盐为醋酸钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、双二亚苄基丙酮钯、三(二亚苄基丙酮)二钯-氯仿加合物、二(乙酰丙酮)钯和(2,4-环戊二烯-1-基)(苯基-2-丙烯基)-钯中的一种或多种，优选醋酸钯；
优选地，所述钯络合物催化剂为烯丙基化合物II摩尔量的0.005-1倍，优选0.01-0.1倍。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的合成方法，其特征在于，所述反应在溶剂中进行；
优选地，所述溶剂为醇类、苯类、酯类、烷烃类、醚类中的一种或多种，优选甲醇、乙醇、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、二氯乙烷、四氢呋喃、乙醚中的一种或多种，优选甲苯和/或二甲苯。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的合成方法，其特征在于，所述加成反应条件为：0-60℃反应1-18h，80-150℃继续反应1-12h，优选所述加成反应条件为：25-35℃反应8-10h，120-140℃继续反应6-8h。
7.一种丁位内酯类化合物，采用权利要求1-6中任一项所述的丁位内酯类化合物的合成方法制备获得。
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