CN105968008A - 一种反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反式4‑乙酰氧基‑2‑甲基‑2‑丁烯‑1‑醛的合成方法，以3,4‑二乙酰氧基‑1‑丁烯和合成气为原料，在铑催化剂与助剂的作用下发生甲酰化反应，甲酰化反应温度为85℃～100℃，反应压力为85公斤～100公斤，合成气为氢气与一氧化碳的混合气体，制得3‑甲酰基‑1,2‑丁二醇二乙酯，然后将3‑甲酰基‑1,2‑丁二醇二乙酯通过酸催化剂进行脱羧反应，脱羧反应温度为85℃～120℃，得到反式4‑乙酰氧基‑2‑甲基‑2‑丁烯‑1‑醛。本发明通过在甲酰化反应中加入助剂，并通过调节助剂与铑催化剂中铑的质量比，大大提高甲酰化的选择性，也降低了甲酰化的反应压力；本发明不需要溶剂，可以降低回收溶剂的损失，降低生产成本、生产难度，提高原料的利用率。

Description

一种反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法
技术领域
本发明涉及医药化工领域，具体是一种反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法。
背景技术
维生素A乙酸酯属药品类，其作用主要是能够维持动物及人体正常代谢，维持细胞膜的稳定和发育、维持生殖***的正常功能。而反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛是化学合成维生素A乙酸酯的关键中间体，对于它的研究从没有间断过，方法也不尽相同，其中有一类方法以丁烯二醇的酯类化合物为起始原料合成此关键中间体，美国专利US3732287报道以3,4-二乙酰氧基-1-丁烯为原料合成3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯，过程如图1所示。但该专利也不可避免的产生了大量的副产物式3，如图2所示。如果对式2，式3直接精馏，由于它们的分子量和结构很相似，彻底分离它们很困难，如果对式2，式3用常规方法采用酸脱羧后对脱羧产物精馏分离也很困难。
为了克服分离困难，专利Ger 1312830将式2，式3的混合物用盐状催化剂QY，如醋酸钠等脱羧，式2会脱羧，式3不会脱羧，然后再精馏得到反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛，过程如图3-4。
虽然该专利解决了分离的难的问题，但此路线原料利用率低，而且反应也需要较大压力的问题依然存在，专利US4124619报道了以1,4-丁烯二醇二乙酯为原料合成反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛，路线如图5所示。
该专利解决了甲酰化的选择性问题，但要想获得理想的效果，甲酰化反应压力要求依然很高，而且还要进行临氢异构化，异构化时只有61％的式6被转化，转化的产物中，目标产物只占80％，收率也就48％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低生产难度和提高原料的利用率的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，以3,4-二乙酰氧基-1-丁烯和合成气为原料，在铑催化剂与助剂的作用下发生甲酰化反应，甲酰化反应温度为85℃～100℃，反应压力为85公斤～100公斤，合成气为氢气与一氧化碳的混合气体，制得3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯，然后将3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯通过酸催化剂进行脱羧反应，脱羧反应温度为85℃～120℃，得到反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛。具体反应过程如图6所示。
作为本发明进一步的方案：3,4-二乙酰氧基-1-丁烯与铑催化剂的质量比为1000:1～10000:1。
作为本发明进一步的方案：铑催化剂为三氯化铑或三(三苯基膦)羰基氢化铑。
作为本发明进一步的方案：铑催化剂为三(三苯基膦)羰基氢化铑。
作为本发明进一步的方案：助剂为三苯基膦，且要求三苯基膦与铑催化剂中铑的质量比在250～500。尤为关键的是通过调节三苯基膦与铑催化剂中铑的质量比可以提高甲酰化的选择性和降低甲酰化反应压力。
作为本发明进一步的方案：合成气中，氢气与一氧化碳的摩尔比为1:2～2:1。
作为本发明进一步的方案：酸催化剂为膦酸、硫酸或对甲苯磺酸；酸催化剂的用量是3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯质量的0.2％～1％。
作为本发明进一步的方案：酸催化剂为对甲苯磺酸。
作为本发明进一步的方案：甲酰化反应压力为85公斤～95公斤。
作为本发明进一步的方案：脱羧反应温度为100℃～105℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过在甲酰化反应中加入助剂三苯基膦，并通过三苯基膦与铑催化剂中铑的质量比的调节，大大提高甲酰化的选择性，也降低了甲酰化的反应压力；
2.本发明不需要溶剂，可以降低回收溶剂的损失，并降低生产成本与工艺复杂度，降低生产难度和提高原料的利用率。
附图说明
图1是美国专利US3732287中合成3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯的流程图；
图2是美国专利US3732287中产生副产物式3的流程图；
图3是专利Ger 1312830中式2脱羧流程图；
图4是专利Ger 1312830中式3不脱羧流程图；
图5是专利US4124619合成反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的流程图；
图6是本发明反应流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图6，以下实施例1-3均是制备3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯(如式2所示)的具体实施例，具体描述如下所述。
实施例1
取100克的3,4-二乙酰氧基-1-丁烯，0.1克的催化剂三氯化铑(铑含量39.5％)及9.88克的三苯基膦一起加入高压反应釜，排尽空气，升温到85℃，然后用事先混合好的摩尔比为1:2的氢气与一氧化碳的混合气体将反应器升压至100公斤，维持此温度，当反应器压力下降3公斤左右不在继续下降时，开始降温至室温，排空气体，将反应液进行减压精馏，得到85克的产品，目标产物3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯的含量91％，副产物式3的含量为6％。
实施例2
取100克的3,4-二乙酰氧基-1-丁烯，0.01克的催化剂三(三苯基膦)羰基氢化铑(铑含量11.2％)及0.55克的三苯基膦一起加入高压反应釜，排尽空气，升温到100℃，然后用事先混合好的摩尔比为1:1的氢气与一氧化碳的混合气体将反应器升压至85公斤，维持此温度，当反应器压力下降3公斤左右不在继续下降时，开始降温至室温，排空气体，将反应液进行减压精馏，得到93克的产品，目标产物3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯的含量95.3％，副产物式3的含量为1.8％。
实施例3
取100克的3,4-二乙酰氧基-1-丁烯，0.05克的催化剂三(三苯基膦)羰基氢化铑(铑含量11.2％)及1.64克的三苯基膦一起加入高压反应釜，排尽空气，升温到95℃，然后用事先混合好的摩尔比为2:1的氢气与一氧化碳的混合气体将反应器升压至90公斤，维持此温度，当反应器压力下降3公斤左右不在继续下降时，开始降温至室温，排空气体，将反应液进行减压精馏，得到93克的产品，目标产物3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯的含量96.3％，副产物式3的含量为0.8％。
以下实施例4-6是制备反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的具体实施例，具体描述如下。
实施例4
取100克的3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯，加1克膦酸，升温到120℃，反应3小时，气相检测，脱羧反应结束后降温至室温，然后进行减压精馏，得到61克的目标产物，含量96.3％。
实施例5
取100克的3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯，加0.2克对甲苯磺酸，升温到100℃～105℃，反应5小时，气相检测，脱羧反应结束后降温至室温，然后进行减压精馏，得到66克的目标产物，含量97.1％。
实施例6
取100克的3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯，加0.5克硫酸，升温到85℃，反应2小时，气相检测，脱羧反应结束后降温至室温，然后进行减压精馏，得到58克的目标产物，含量94.5％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，以3,4-二乙酰氧基-1-丁烯和合成气为原料，在铑催化剂与助剂的作用下发生甲酰化反应，甲酰化反应温度为85℃～100℃，反应压力为85公斤～100公斤，合成气为氢气与一氧化碳的混合气体，制得3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯，然后将3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯通过酸催化剂进行脱羧反应，脱羧反应温度为85℃～120℃，得到反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛。
2.根据权利要求1所述的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，3,4-二乙酰氧基-1-丁烯与铑催化剂的质量比为1000:1～10000:1。
3.根据权利要求1所述的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，铑催化剂为三氯化铑或三(三苯基膦)羰基氢化铑。
4.根据权利要求3所述的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，铑催化剂为三(三苯基膦)羰基氢化铑。
5.根据权利要求1所述的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，助剂为三苯基膦，且要求三苯基膦与铑催化剂中铑的质量比在250～500。
6.根据权利要求1所述的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，合成气中，氢气与一氧化碳的摩尔比为1:2～2:1。
7.根据权利要求1所述的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，酸催化剂为膦酸、硫酸或对甲苯磺酸；酸催化剂的用量是3-甲酰基-1,2-丁二醇二乙酯质量的0.2％～1％。
8.根据权利要求7所述的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，酸催化剂为对甲苯磺酸。
9.根据权利要求1所述的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，甲酰化反应压力为85公斤～95公斤。
10.根据权利要求1所述的反式4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛的合成方法，其特征在于，脱羧反应温度为100℃～105℃。
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