CN1216031C - 新戊酰基乙酸酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高纯度新戊酰乙酸酯的制备方法，该方法低成本、操作性良好，而且生产率好。这种方法是在选自吡啶类化合物、N，N-二烷基苯胺和咪唑类化合物的至少1种含氮碱性化合物(a)，以及相对于新戊酰氯0.01-0.5摩尔的镁化合物(b)存在的条件下，使新戊酰氯和乙酰乙酸的碳原子数1-4烷基酯反应，制备新戊酰乙酰乙酸酯，加醇分解或用碱水解该新戊酰乙酰乙酸酯，制备新戊酰乙酸酯。
Description
技术领域
本发明涉及作为照相感光材料等的合成中间体有用的新戊酰基乙酸酯的制备方法。
背景技术
作为脂肪族β-酮酯的制备方法，目前公知的方法很多。其中作为新戊酰基乙酸酯的制备方法，已知例如C.R.Hauser等，Organic Reactions，1，266(1942)中记载的交叉克莱森(Claisen)缩合法。但是，尽管这种方法的优点在于能够使用比较便宜的新戊酸酯和乙酸酯作为原料进行制备，可是必须使用至少1当量以上的氢化钠等比较昂贵的强碱，从经济角度考虑，未必可以说是有利的方法。
另外，例如WO9855438A1、特开平9-110793号公报、特开平9-40612号公报、特开平7-215915号公报、特开平6-279363号公报、特开平6-279362号公报、特开平6-271504号公报、德国专利第2945604号说明书、德国专利第2412784号说明书、特开平6-279362号公报、特开平6-279363号公报中记载有在过量金属醇化物存在的条件下，以理论量比使特己酮和碳酸二酯反应制备新戊酰基乙酸酯的方法。而且，使特己酮和草酸二酯反应制备新戊酰基乙酸酯的方法也是已知的(特公昭62-47170号公报、特公昭63-12464号公报、德国第2945604号说明书、特开平8-27065号公报、欧洲专利第693473号说明书)。但是，这些方法或者必须使用昂贵的溶剂，或者必须使用比较昂贵的特己酮，从经济角度考虑仍然不能说是有利的方法。
已知在氢氧化镁存在的条件下使新戊酰氯和乙酰乙酸酯反应制备新戊酰基乙酸酯的方法(特开平10-25269号公报)，以及在醇化镁存在的条件下使新戊酰氯和乙酰乙酸酯反应制备新戊酰基乙酸酯的方法(DD235636A1)。但是，采用这些方法时，由于使用大量的乙酰乙酸酯，而且由于氢氧化镁相对于新戊酰氯必须使用50摩尔％以上(当量以上)，从经济角度考虑在操作性上不能说是有利的。另外还存在产生大量废弃物的缺点。
另外，已知在叔胺存在的条件下使乙酰乙酸酯的烯醇式镁盐与新戊酰氯反应，新戊酰化后脱乙酰化，制备新戊酰乙酸酯的方法(特开平4-264054号公报、欧洲专利第481395A2号说明书)。但是，这种方法中使用化学理论量当量以上的镁化合物，其结果是生成大量镁废弃物，这是其缺点。另外，特开平10-25269号公报中记述了用这种方法不能得到乙酰乙酸酯。
新戊酰乙酸酯作为照相感光材料是重要的物质，具体来说用于照相感光材料黄色偶合剂(coupler)的原料，近年来，伴随着照相感光材料价格的降低，需要一种新戊酰乙酸酯的便宜的制备方法。与此同时，由于作为用于照相感光材料黄色偶合剂的原料使用，必须高纯度。但是，例如一般等摩尔的乙酰乙酸酯和甲醇化镁反应，得到乙酰乙酸酯的烯醇式镁盐，将其与新戊酰氯反应，制备新戊酰乙酰乙酸酯，然后按照上述现有的方法对其进行加醇分解或加水分解制备得到的新戊酰乙酸酯在纯度方面不能满足要求，不能用于照相感光材料黄色偶合剂。
M.W.Rathke等在J.Org.Chem.1985，50，2622-2624中报道了在与新戊酰氯等摩尔量的无水氯化镁和2倍摩尔量的吡啶存在的条件下，使新戊酰氯和乙酰乙酸乙酯反应，合成新戊酰乙酸乙酯前体--新戊酰乙酰乙酸乙酯的方法。但是，在Rathke等的方法中，由于必须使用与新戊酰氯等摩尔量的昂贵的无水氯化镁，所以在经济方面不能说是有利的方法。另外，由于在这种方法中使用大量的氯化镁，氯化镁不溶于溶剂，从而搅拌变得困难，操作性差，而且，由于反应结束后作为废弃物排出大量的氯化镁，在环境污染方面存在问题，还存在处理该废弃物需要费工夫等问题。而且，按照Rathke等的方法制备新戊酰乙酰乙酸酯，即使进一步对生成的新戊酰乙酰乙酸酯进行加醇分解制备新戊酰乙酸酯，未必能以高收率得到目的产物新戊酰乙酸酯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够作为照相感光材料有效使用的高纯度的新戊酰乙酸酯的制备方法，该方法成本低而且操作性良好。另外，本发明的目的还在于提供高收率且生产性良好地制备高纯度新戊酰乙酸酯的方法。
为了实现上述目的，本发明者进行了悉心研究。结果发现使新戊酰氯和乙酰乙酸酯反应制备新戊酰乙酰乙酸酯，然后对其进行加醇分解或用碱水解制备新戊酰乙酸酯时，如果在吡啶衍生物等芳香族含氮碱性化合物和相对于新戊酰氯0.5摩尔以下的少量镁化合物存在的条件下使新戊酰氯和乙酰乙酸酯反应，得到的新戊酰乙酸酯纯度高而且副产物含量少，因此只通过单独蒸馏即可有效作为照相感光材料的黄色偶合剂原料使用。另外，本发明者发现采用这种方法时，由于镁化合物的用量为0.5摩尔比以下，用量少，所以镁化合物易于分散在反应介质中，反应时搅拌等操作性优良，由于反应结束后作为废弃物排出的镁化合物的量少，所以废弃物的处理简单，在防止环境污染方面也令人满意。而且，本发明者发现采用这种方法时，由于比较昂贵的无水氯化镁等镁化合物的用量少，可以降低新戊酰乙酸酯的制备成本。另外，本发明者发现采用这种方法时，作为镁化合物如果使用无水氯化镁和/或无水溴化镁，特别是无水氯化镁，能够以非常高的收率得到高纯度新戊酰乙酸酯，基于上述种种发现从而完成本发明。
也就是说，本发明是新戊酰乙酸酯的制备方法，其特征在于：在选自吡啶类化合物、N，N-二烷基苯胺和咪唑类化合物的至少1种含氮碱性化合物(a)，以及相对于新戊酰氯0.01-0.5摩尔的镁化合物(b)存在的条件下，使下述化学式(I)表示的新戊酰氯和下述通式(II)表示的乙酰乙酸酯反应，制备下述通式(III)表示的新戊酰乙酰乙酸酯，加醇分解或用碱水解该新戊酰乙酰乙酸酯，得到下述通式(IV)表示的新戊酰乙酸酯，
(式中，R1表示碳原子数为1-4的烷基。)
(式中，R1表示碳原子数为1-4的烷基。)
(式中，R1表示碳原子数为1-4的烷基。)
具体实施方式
下面详细说明本发明。
与新戊酰氯反应的上述通式(II)表示的乙酰乙酸酯[下面有时称为“乙酰乙酸酯(II)”]，是形成酯基的R1为碳原子数1-4烷基的乙酰乙酸的烷基酯。乙酰乙酸酯(II)中的R1具体如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基，R1可以是上述烷基中的任何一个。其中，作为乙酰乙酸酯(II)，从与新戊酰氯的反应活性、最终得到的新戊酰乙酸酯的收率、得到的难易程度、成本、得到的新戊酰乙酸酯的反应活性等角度考虑，优选使用R1为甲基的乙酰乙酸甲酯和R1为乙基的乙酰乙酸乙酯中至少一种，更优选使用乙酰乙酸甲酯。
从新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)的反应活性、最终得到的新戊酰乙酸酯的收率等角度出发，二者使用的摩尔比优选在新戊酰氯∶乙酰乙酸酯＝2.0∶1.0-1.0∶2.0的范围内，更优选在1.6∶1.0-1.0∶1.6的范围内。在上述摩尔比的范围内，过量使用新戊酰氯和乙酰乙酸酯中价格便宜的一种，从而能够降低成本。
如上所述，在选自吡啶类化合物、N，N-二烷基苯胺和咪唑类化合物的至少一种含氮碱性化合物(a)以及相对于新戊酰氯0.01-0.5摩尔的镁化合物(b)存在的条件下，使新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)反应，制备上述通式(III)表示的新戊酰乙酰乙酸酯[下面有时称为“新戊酰乙酰乙酸酯(III)”]。
作为含氮碱性化合物(a)使用的吡啶类化合物优选下述通式(V)表示的吡啶类化合物(吡啶或吡啶的衍生物)。
(式中，R2、R3、R4、R5和R6各自独立，表示氢原子、甲基或乙基，或者也可以是R2和R3或R3和R4一起结合成环。)
上述通式(V)表示的吡啶类化合物[下面有时称为“吡啶类化合物(V)”]具体例如吡啶、α-甲基吡啶、β-甲基吡啶、γ-甲基吡啶、2，6-二甲基吡啶、2-乙基吡啶、3-乙基吡啶、4-乙基吡啶、喹啉、异喹啉等。
作为含氮碱性化合物(a)使用的N，N-二烷基苯胺优选使用下述通式(VI)表示的N，N-二烷基苯胺，其中更优选二甲基苯胺和/或二乙基苯胺。
(式中，R7和R8各自独立，表示碳原子数为1-4的烷基。)
作为含氮碱性化合物(a)使用的咪唑类化合物，优选使用下述通式(VII)表示的咪唑类化合物。
(式中，R9表示氢原子、甲基或乙基。)
本发明中，作为含氮碱性化合物(a)，可以使用上述吡啶类化合物、N，N-二烷基苯胺和咪唑类化合物中的1种或2种以上。其中，作为含氮碱性化合物(a)优选使用选自α-甲基吡啶、吡啶和2，6-二甲基吡啶中至少一种吡啶类化合物，特别优选单独使用α-甲基吡啶，或者使用α-甲基吡啶与其它上述含氮碱性化合物(a)中1种或2种以上的混合物，这是由于它们在本发明中能够高收率地得到高纯度的新戊酰乙酸酯，而且沸点低容易回收。
为了高收率地得到目的产物新戊酰乙酸酯，优选含氮碱性化合物(a)的用量相对于新戊酰氯为1.0-10.0摩尔(相对于1摩尔新戊酰氯为1.0-10.0摩尔)，更优选1.5-2.5摩尔。
镁化合物(b)优选使用无水的镁化合物，如果使用含水物，容易停止和抑制新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)之间的反应。
本发明中使用的镁化合物(b)如无水的氯化镁、溴化镁、氢氧化镁、醇化镁(甲醇化镁、乙醇化镁等)、乙酰乙酸镁、新戊酸镁、格林试剂等镁化合物，优选使用上述无水镁化合物的1种或2种以上。其中，作为镁化合物(b)，特别优选使用无水氯化镁和无水溴化镁中至少一种，特别是无水氯化镁，这是由于少量使用就能够加速新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)的反应，从而高收率地得到高纯度的目的产物新戊酰乙酸酯，而且易于得到，在空气中比较稳定。
本发明中，相对新戊酰氯必须以0.01-0.5摩尔比[相对于1摩尔新戊酰氯使用镁化合物(b)0.01-0.5摩尔]的比例使用镁化合物(b)，更优选以0.1-0.5摩尔比的比例使用，最优选以0.2-0.5摩尔比的比例使用。
如果镁化合物(b)的用量少于0.01摩尔比，为了高收率的得到新戊酰乙酸酯，就必须长时间地使新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)反应，导致生产率降低、成本增加。另一方面，如果镁化合物(b)的用量大于0.5摩尔比，就会降低目的产物新戊酰乙酸酯的收率，而且镁化合物(b)难于分散到反应介质中，从而搅拌等操作就变得不顺利，另外，反应结束后作为废弃物排出的镁化合物(b)的量增多，这就需要对废弃物进行处理的工夫、经费、时间等。
为了使反应迅速且顺利进行，在含氮碱性化合物(a)和镁化合物(b)存在条件下的新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)的反应优选在有机溶剂中进行。作为有机溶剂，只要对于新戊酰氯、乙酰乙酸酯(II)、含氮碱性化合物(a)和镁化合物(b)是惰性的有机溶剂即可使用，例如苯、甲苯、二甲苯、氯代苯等芳香族烃，二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷等卤代烷烃，己烷、庚烷等脂肪族烃，乙腈、丙腈、丁腈、戊腈、苯甲腈等腈类，四氢呋喃、甲基异丁基酮、甲基叔丁基醚等极性溶剂等，有机可以单独使用，也可以2种以上混合使用。其中，优选使用苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃，二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷等卤代烷烃等有机溶剂，从能够高收率地制备乙酰乙酸酯的角度出发，特别优选使用二氯甲烷和/或甲苯。
有机溶剂的用量并没有特别限定，一般地，对于总计1摩尔的新戊酰氯、乙酰乙酸酯(II)、含氮碱性化合物(a)和镁化合物(b)，从反应的顺利进行、反应过程中搅拌等操作的难易程度、成本、反应釜效率等角度考虑，优选以25-550ml的比例使用有机溶剂，更优选以80-280ml的比例使用。
新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)的反应可以在包括室温的广泛温度范围内进行，从目的产物新戊酰乙酸酯的纯度、收率、防止反应时间过长、热效率、搅拌效率等角度考虑，一般优选0-100℃，更优选10-90℃，进一步优选40-70℃。如果反应温度过低，新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)的反应不能迅速进行，新戊酰乙酰乙酸酯(III)的生成需要很长时间，另一方面，如果反应温度过高，反应时间缩短，但生成的副产物增加，新戊酰乙酰乙酸酯(III)的收率和纯度降低，进而容易导致目的产物新戊酰乙酸酯的收率和纯度降低，从而不优选。
通过新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)的反应得到的新戊酰乙酰乙酸酯(III)可以在减压条件下蒸馏分离，但由于对热不稳定，蒸馏时有一部分会分解。因此优选新戊酰氯和乙酰乙酸酯(II)的反应结束后不从反应系中分离出生成的新戊酰乙酰乙酸酯(III)，以在反应系中存在的状态加入醇或碱，从而加醇分解或用碱水解新戊酰乙酰乙酸酯(III)，使之生成目的产物新戊酰乙酸酯，然后通过蒸馏由反应系回收得到的新戊酰乙酸酯。
作为新戊酰乙酰乙酸酯(III)的加醇分解中使用的醇优选使用碳原子数为1-4的醇，具体如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇等，其中优选使用甲醇和/或乙醇。
加醇分解中使用醇的量只要在新戊酰乙酰乙酸酯(III)的当量以上即可。另外，加醇分解的温度可以在包括室温的广泛温度范围内，一般优选30-70℃。
新戊酰乙酰乙酸酯(III)的加醇分解，可以在新戊酰乙酰乙酸酯(III)的制备结束后直接向反应系中加醇进行，或者也可以在制备新戊酰乙酰乙酸酯(III)后用减压蒸馏或其它方法由反应系中除去有机溶剂、含氮碱性化合物(a)和/或镁化合物(b)等以后，向反应系中加醇进行。
作为新戊酰乙酰乙酸酯(III)水解时使用的碱，优选使用稀碱水溶液，具体优选使用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠等碱性化合物的5-30％水溶液。新戊酰乙酰乙酸酯(III)水解时使用碱的量优选新戊酰乙酰乙酸酯(III)2倍摩尔以下(计算值)。另外，用碱水解的温度可以在包括室温的广泛范围内，一般优选20-70℃。
新戊酰乙酰乙酸酯(III)用碱的水解，可以在新戊酰乙酰乙酸酯(III)的制备结束后直接向反应系中加碱进行，或者也可以在制备新戊酰乙酰乙酸酯(III)后用减压蒸馏或其它方法由反应系中除去有机溶剂、含氮碱性化合物(a)和/或镁化合物(b)等以后，向反应系中加碱进行。
由反应系中回收通过上述加醇分解或用碱水解得到的新戊酰乙酸酯。由反应系中回收新戊酰乙酸酯的方法并没有特别的限定，一般优选采用减压蒸馏法、硅胶柱色谱法等。采用减压蒸馏法回收新戊酰乙酸酯时，优选采用温度50-150℃、压力1.0×101-7.0×103Pa。
由于通过本发明的方法得到的新戊酰乙酸酯纯度高、副产物的含量少，所以只通过单独蒸馏就能够有效作为用于照相感光材料的黄色偶合剂的原料等使用。
下面通过实施例具体说明本发明，但本发明并不只限于下面的例子。
下面的实施例中，采用气相色谱法测定新戊酰乙酸酯的收率，使用GLSciences公司制的GC353气相色谱装置(柱：“NB-1”)，在初始温度80℃、升温速度5℃/分钟、注射温度250℃、检测温度250℃的条件下进行。
实施例1
(1)将乙酰乙酸甲酯2.32g(20.0mmol)和无水氯化镁381mg(4.00mmol)悬浊在二氯甲烷悬浊液40ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加吡啶3.24ml(40.0mmol)，搅拌10分钟后，相同温度下缓慢滴加新戊酰氯2.46ml(20.0mmol)，0℃下搅拌15分钟、室温下搅拌20小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇2.56g(80.0mmol)，室温下搅拌3天，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率(相对于原料新戊酰氯的收率)，如下述表1所示，为70.9％。
实施例2
在实施例1中，除无水氯化镁的用量变为952.5mg(10.0mmol)以外，按照与实施例1同样的操作制备新戊酰乙酸甲酯，按照与实施例1(2)同样的方法通过气相色谱法测定收率，新戊酰乙酸甲酯的收率(相对于新戊酰氯的收率)如下述表1所示，为65.8％。
比较例1
在实施例1(1)中，除无水氯化镁的用量变为1905mg(20.0mmol)以外，按照与实施例1同样的操作制备新戊酰乙酸甲酯，按照与实施例1(2)同样的方法通过气相色谱法测定收率，新戊酰乙酸甲酯的收率(相对于新戊酰氯的收率)如下述表1所示，为59.8％。
表1
| 氯化镁的摩尔比1) | 新戊酰乙酸甲酯的收率(％) | |
| 实施例1 | 0.2 | 70.9 |
| 实施例2 | 0.5 | 65.8 |
| 比较例1 | 1.0 | 59.8 |
1)无水氯化镁相对于新戊酰氯的摩尔比
从上述表1的结果可以看出，在吡啶和相对于新戊酰氯0.2摩尔或0.5摩尔氯化镁存在下使新戊酰氯和乙酰乙酸甲酯进行反应的实施例1和实施例2与在吡啶和相对于新戊酰氯1.0摩尔(等摩尔)氯化镁存在下使新戊酰氯和乙酰乙酸甲酯进行反应的比较例1比较，能够以高收率得到目的产物新戊酰乙酸甲酯。
实施例3
(1)将乙酰乙酸甲酯72.2g(0.622mol)、无水氯化镁7.90g(83.0mmol)悬浊在甲苯200ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加2-甲基吡啶96.5g(1.04mol)，搅拌10分钟后，相同温度下缓慢滴加新戊酰氯50.0g(0.415mol)，40℃下搅拌10小时、室温下搅拌8小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇34.6g(1.08mol)，50℃下搅拌2.5小时，进行加醇分解后，将反应液返回至室温。向反应液中加入25％碳酸钠水溶液(100g)，分液成有机层和水层。由有机层蒸馏除去甲苯和2-甲基吡啶后，将得到的浓缩物减压蒸馏[温度82-92℃、压力2.27×103Pa(17mmHg)]，得到52.6g新戊酰乙酸甲酯。相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率为80.2％。
实施例4
(1)将乙酰乙酸乙酯81.0g(0.622mol)、无水氯化镁7.90g(83.0mmol)悬浊在甲苯200ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加α-甲基吡啶96.5g(1.04mol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯50.0g(0.415mol)，60℃下搅拌7小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入乙醇49.6g(1.08mol)，50-60℃的温度下搅拌6.0小时，进行加醇分解，使之生成新戊酰乙酸乙酯后，将反应液返回至室温。
(3)向上述(2)中得到的反应液中加入25％碳酸钠水溶液100g，分液成有机层和水层。由有机层蒸馏除去甲苯和2-甲基吡啶后，将得到的浓缩物减压蒸馏[温度80-82℃、压力1.60×103Pa(12mmHg)]，得到43.3g新戊酰乙酸乙酯。相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸乙酯的收率为66.1％。
实施例5
(1)将乙酰乙酸甲酯2.32g(20.0mmol)、无水溴化镁737mg(4.00mmol)悬浊在二氯甲烷20ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加吡啶3.24ml(40.0mmol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯2.46ml(20.0mmol)，0℃下搅拌15分钟、室温下搅拌23小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇1.28g(40.0mmol)，室温下搅拌3天，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率为61.7％。
实施例6
(1)将乙酰乙酸甲酯2.32g(20.0mmol)、无水氢氧化镁233mg(4.00mmol)悬浊在二氯甲烷20ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加吡啶3.88ml(48.0mmol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯3.45ml(28.0mmol)，0℃下搅拌15分钟、室温下搅拌44小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇1.28g(40.0mmol)，室温下搅拌3天，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率为47.5％。
实施例7
(1)将乙酰乙酸乙酯2.60g(20.0mmol)、无水乙醇化镁458mg(4.00mmol)悬浊在二氯甲烷20ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加吡啶3.88ml(48.0mmol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯3.45ml(28.0mmol)，0℃下搅拌15分钟、室温下搅拌44小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入乙醇1.84g(40.0mmol)，室温下搅拌3天，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸乙酯的收率，相对于作为原料使用的乙酰乙酸乙酯，新戊酰乙酸乙酯的收率为55.2％。
实施例8
(1)将乙酰乙酸甲酯2.32g(20.0mmol)、无水乙酰乙酸镁890mg(4.00mmol)悬浊在二氯甲烷20ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加吡啶3.24ml(40.0mmol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯2.46ml(20.0mmol)，0℃下搅拌15分钟、室温下搅拌23小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇1.28g(40.0mmol)，室温下搅拌3天，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率为42.7％。
实施例9
(1)将乙酰乙酸甲酯2.32g(20.0mmol)、无水氯化镁381mg(4.00mmol)悬浊在二氯甲烷20ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加2，6-二甲基吡啶4.66ml(40.0mmol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯2.46ml(20.0mmol)，0℃下搅拌15分钟、室温下搅拌16小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇1.28g(40.0mmol)，室温下搅拌3天，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率为66.5％。
实施例10-15和比较例2-3
除分别使用40.0mmol的β-甲基吡啶(实施例10)、γ-甲基吡啶(实施例11)、二甲基苯胺(实施例12)、咪唑(实施例13)、1-甲基咪唑(实施例14)、喹啉(实施例15)、三乙胺(比较例2)和二异丙基乙胺(比较例3)代替实施例9中的2，6-二甲基吡啶40.0mmol以外，按照与实施例9相同的方法进行反应和操作制备新戊酰乙酸甲酯，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率如下述表2所示。
表2
| 含氮碱性化合物的种类 | 新戊酰乙酸甲酯的收率(％) | |
| 实施例10 | β-甲基吡啶 | 52.8 |
| 实施例11 | γ-甲基吡啶 | 41.5 |
| 实施例12 | N，N-二甲基苯胺 | 57.9 |
| 实施例13 | 咪唑 | 55.1 |
| 实施例14 | 1-甲基咪唑 | 54.1 |
| 实施例15 | 喹啉 | 52.5 |
| 比较例2 | 三乙胺 | 2.4 |
| 比较例3 | 二异丙基乙胺 | 1.1 |
由上述表2的结果可以看出，在新戊酰氯和乙酰乙酸甲酯的反应中，作为含氮碱性化合物使用吡啶类化合物、N，N-二烷基苯胺、咪唑、1-甲基咪唑或喹啉的实施例10-15与使用脂肪族三烷基胺的比较例2和比较例3比较，能够以高收率得到新戊酰乙酸甲酯。
实施例16
(1)将乙酰乙酸甲酯4.64g(40.0mmol)和下述表3所示各种量的无水氯化镁分别悬浊在甲苯40ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加吡啶6.47ml(80.0mmol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯4.93ml(40.0mmol)，0℃下搅拌15分钟、室温下搅拌16小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇2.56g(80.0mmol)，室温下搅拌3天，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率如下述表3所示。
表3
| 实验编号 | 无水氯化镁 | 新戊酰乙酸甲酯的收率(％) | |
| 用量 | 摩尔比1) | ||
| (i) | 0.8mmol | 0.02 | 26.6 |
| (ii) | 2mmol | 0.05 | 38.3 |
| (iii) | 4mmol | 0.1 | 51.1 |
| (iv) | 8mmol | 0.2 | 60.4 |
| (v) | 20mmol | 0.5 | 68.8 |
1)相对于新戊酰氯的摩尔比
实施例17
(1)将乙酰乙酸甲酯4.64g(40.0mmol)和无水氯化镁762mg(8.00mmol)悬浊在甲苯40ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加α-甲基吡啶7.90ml(80.0mmol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯4.93ml(40.0mmol)，0℃下搅拌15分钟、再在下述表4所示各温度下分别搅拌16小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇2.56g(80.0mmol)，室温下搅拌3天，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率如下述表4所示。
表4
| 实验编号 | 反应温度1)(℃) | 新戊酰乙酸甲酯的收率(％) |
| (I) | 40 | 66.6 |
| (ii) | 50 | 67.6 |
| (iii) | 60 | 65.2 |
| (iv) | 70 | 64.2 |
| (v) | 80 | 63.0 |
| (vi) | 90 | 56.8 |
1)制备新戊酰乙酰乙酸甲酯时的反应温度
实施例18
(1)将乙酰乙酸甲酯4.64g(40.0mmol)和无水氯化镁762mg(8.00mmol)悬浊在甲苯40ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加α-甲基吡啶9.88ml(100mmol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯7.40ml(60.0mmol)，50℃下搅拌21小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇3.84g(120mmol)，50℃下搅拌5小时，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的乙酰乙酸甲酯，新戊酰乙酸甲酯的收率为78.6％。
实施例19
(1)将乙酰乙酸甲酯4.64g(40.0mmol)和无水氯化镁762mg(8.00mmol)悬浊在甲苯40ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中分别滴加下述表5所示各量的α-甲基吡啶，搅拌10分钟。再在相同温度下分别缓慢滴加下述表5所示各量的新戊酰氯，50℃下搅拌16小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇3.84g(120mmol)，50℃下搅拌5小时，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的乙酰乙酸甲酯，新戊酰乙酸甲酯的收率如下述表5所示。
表5
| 实验编号 | 新戊酰氯的用量(mmol) | α-甲基吡啶的用量(mmol) | 新戊酰乙酸甲酯的收率(％) |
| (i) | 40 | 80 | 67.6 |
| (ii) | 44 | 84 | 70.7 |
| (iii) | 48 | 88 | 73.7 |
| (iv) | 52 | 92 | 75.2 |
| (v) | 56 | 96 | 76.6 |
实施例20
(1)将乙酰乙酸甲酯6.96g(60.0mmol)和无水氯化镁762mg(8.00mmol)悬浊在甲苯40ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加α-甲基吡啶9.88ml(100mmol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯4.93ml(40.0mmol)，50℃下搅拌21小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇3.84g(120mmol)，50℃下搅拌5小时，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率为76.6％。
实施例21
(1)分别将下述表6所示各量的乙酰乙酸甲酯、和无水氯化镁762mg(8.00mmol)悬浊在甲苯40ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中分别滴加下述表6所示各量的α-甲基吡啶，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氯4.93ml(40.0mmol)，50℃下搅拌16小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇3.84g(120mmol)，50℃下搅拌5小时，进行加醇分解后，加入十七烷1.50g(内标准)，用气相色谱法测定生成新戊酰乙酸甲酯的收率，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率如下述表6所示。
表6
| 实验编号 | 乙酰乙酸甲酯的用量(mmol) | α-甲基吡啶的用量(mmol) | 新戊酰乙酸甲酯的收率(％) |
| (i) | 40 | 80 | 67.6 |
| (ii) | 44 | 84 | 69.9 |
| (iii) | 48 | 88 | 74.5 |
| (iv) | 52 | 92 | 74.5 |
| (v) | 56 | 96 | 75.3 |
实施例22
(1)将乙酰乙酸甲酯48.2g(0.415mol)和无水氯化镁7.90g(83.00mmol)悬浊在甲苯200ml中，制成悬浊液，0℃下，向该悬浊液中滴加吡啶65.7g(0.830mol)，搅拌10分钟。再在相同温度下缓慢滴加新戊酰氟50.0g(0.415mol)，室温下搅拌16小时使之反应。
(2)向上述(1)中得到的反应液中加入甲醇34.6g(1.08mol)，50℃下搅拌2.5小时，进行加醇分解后，将反应液返回至室温。
(3)向上述(2)中得到的反应液中加入25％碳酸钠水溶液100g，分液成有机层和水层。由有机层蒸馏除去甲苯和吡啶后，将得到的浓缩物减压蒸馏[温度82-92℃、压力2.27×103Pa(17mmHg)]，得到42.6g新戊酰乙酸甲酯。相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率如下述表7所示，为65.0％。
实施例23和24
实施例22中，除有机溶剂的种类和反应时间变为下述表7所示以外，按照与实施例22相同的方法进行反应和操作制备新戊酰乙酸甲酯，相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率如下述表7所示。
表7
| 有机溶剂的种类 | 反应时间(小时) | 新戊酰乙酸甲酯的收率(％) | |
| 实施例22 | 甲苯 | 16 | 76.8 |
| 实施例23 | 四氢呋喃 | 16 | 48.6 |
| 实施例24 | 甲基乙基酮 | 17 | 52.8 |
实施例25
(1)在2升的四颈烧瓶上安装密封搅拌机、迪姆罗特冷凝器(Dimrothcondenser)和水浴。在氮气流下，向烧瓶中加入甲苯480ml，加入无水氯化镁19.04g(0.200mol)和乙酰乙酸甲酯174.18g(1.50mol)，50℃下，通过滴液漏斗滴加o-甲基吡啶204.89g(2.20mol)。接着，在50-60℃下由滴液漏斗滴加新戊酰氯120.58g(1.00mol)，再在60-70℃下反应5小时。
(2)将上述(1)的反应液冷却至40℃后，加入25％碳酸钠水溶液254.4g，搅拌30分钟后，静置，分液成有机层和水层。
(3)回收有机层，用克莱森(Claisen)蒸馏器减压蒸馏除去α-甲基吡啶和甲苯，得到含有新戊酰乙酰乙酸甲酯的浓缩物。
(4)向上述(3)中得到的浓缩物中加入甲醇240ml，回流搅拌3小时进行加醇分解。回收甲醇，粗蒸馏后接着进行精蒸馏，得到新戊酰乙酸甲酯96.76g，用气相色谱法测定纯度为99.9％。相对于作为原料使用的新戊酰氯，新戊酰乙酸甲酯的收率为60.1％。
采用本发明的方法时，能够顺利制备纯度高、副产物含量少、只通过单独蒸馏就能有效作为用于照相感光材料黄色偶合剂原料等使用的新戊酰乙酸酯。
另外，采用本发明的方法时，由于镁化合物的用量相对于新戊酰氯为0.01-0.5摩尔，用量少，使镁化合物易于向反应介质中分散，并且在反应时搅拌等操作性优良。
而且，采用本发明的方法时，由于镁化合物的用量为上述较少的量，在反应结束后作为废弃物排出的镁化合物的量少，废弃物的处理简单，在防止环境污染方面令人满意。
还有，采用本发明的方法时，由于比较昂贵的无水氯化镁等镁化合物的用量少，所以能够降低新戊酰乙酸酯的制备成本。
而且，本发明的方法中，作为镁化合物如果使用无水氯化镁和无水溴化镁中至少一种，特别是无水氯化镁，而且作为含氮碱性化合物(a)如果使用α-甲基吡啶、吡啶和2，6-二甲基吡啶，特别是α-甲基吡啶，能够以非常高的收率制备高纯度的新戊酰乙酸酯。
Claims (6)
1、新戊酰乙酸酯的制备方法，其特征在于：在选自吡啶类化合物、N，N-二烷基苯胺和咪唑类化合物的至少1种含氮碱性化合物(a)，以及相对于新戊酰氯0.01-0.5摩尔的镁化合物(b)存在的条件下，使下述化学式(I)表示的新戊酰氯和下述通式(II)表示的乙酰乙酸酯反应，制备下述通式(III)表示的新戊酰乙酰乙酸酯，加醇分解或用碱水解该新戊酰乙酰乙酸酯，得到下述通式(IV)表示的新戊酰乙酸酯，
式中，R1表示碳原子数为1-4的烷基，
式中，R1表示碳原子数为1-4的烷基，
式中，R1表示碳原子数为1-4的烷基。
2、如权利要求1记载的新戊酰乙酸酯的制备方法，其中所述的镁化合物(b)为选自无水的氯化镁、溴化镁、氢氧化镁、醇化镁和乙酰乙酸镁的至少1种无水镁化合物。
3、如权利要求1或2记载的新戊酰乙酸酯的制备方法，其中所述的镁化合物(b)为无水氯化镁和/或无水溴化镁。
4、如权利要求1中任意1项记载的新戊酰乙酸酯的制备方法，其中所述的吡啶类化合物为下述通式(V)表示的吡啶或吡啶衍生物，N，N-二烷基苯胺为N，N-二甲基苯胺、N，N-二乙基苯胺或N-甲基-N-乙基苯胺，
式中，R2、R3、R4、R5和R6各自独立，表示氢原子、甲基或乙基，或者也可以是R2和R3或R3和R4一起结合成环。
5、如权利要求1中任意1项记载的新戊酰乙酸酯的制备方法，其中所述的含氮碱性化合物(a)为选自α-甲基吡啶、吡啶和2，6-二甲基吡啶的至少1种含氮碱性化合物。
6、如权利要求1中任意1项记载的新戊酰乙酸酯的制备方法，其中所述的制备通式(III)所示新戊酰乙酰乙酸酯的反应在0-100℃的温度下进行。
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