CN112898244B - 一种合成γ-戊内酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合成γ‑戊内酯的方法。其步骤为：在反应容器中，加入乙酰丙酸甲酯、CH3OH、铱络合物催化剂，加热反应数小时后，冷却到室温,旋干溶剂，然后通过柱分离，得到目标化合物。本发明通过金属铱催化剂的催化作用，使用乙酰丙酸甲酯与甲醇发生反应，一步合成目标产物，反应所使用的原料为商品化试剂，反应生成水为副产物，无环境污染，本反应使用甲醇作为原料和溶剂，比之先前的合成方法采用有机物作为溶剂，本发明更加环保，反应的原子经济性高。

Description

一种合成γ-戊内酯的方法
技术领域
本发明属有机化学技术领域，具体涉及一种合成γ-戊内酯的方法。
背景技术
γ-戊内酯(γ-Valerolactone)化学名：4-甲基丁内酯，是一种用作树脂溶剂及各种有关化合物的中间体。γ-戊内酯具有香兰素和椰子香味；主要用以配制桃、椰子、香草等型香精。它也常用作润滑剂、增塑剂、非离子型表面活性剂的胶凝剂、加铅汽油的内酯类添加剂,用于纤维素酯和合成纤维的染色。尽管γ-戊内酯的合成方法已经发展，在原来的报导中，合成方法使用有毒的化学试剂，多步有机反应，使用有机溶剂，原子经济性低，污染环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成γ-戊内酯(γ-Valerolactone)的方法。
本发明通过下述技术方案实现：合成γ-戊内酯)(式Ⅰ)的方法，包括
Figure BDA0002299969390000011
通过乙酰丙酸甲酯(式II)
Figure BDA0002299969390000012
在铱络合物催化剂的作用下，与CH3OH(式III)发生反应生成目标产物的步骤，
CH3OH
III
其反应通式为
Figure BDA0002299969390000013
具体通过下述步骤实现：
在反应容器中，加入乙酰丙酸甲酯(式II)、CH3OH(式III)、铱络合物催化剂，加热反应数小时后，冷却到室温,旋干溶剂，然后通过柱分离，得到目标化合物。
进一步的，本发明所使用是铱络合物催化剂为水溶性金属-配体双功能铱，优选[Cp*Ir(2,2’-bpyO)(H2O)][Na+]，其结构如下：
Figure BDA0002299969390000021
进一步的，铱络合物催化剂用量相对于乙酰丙酸甲酯为1mol％。
进一步的，乙酰丙酸甲酯与CH3OH的比例为0.13：2(g/mL)。
进一步的，反应温度为130±10℃，反应时间不少于10h。
进一步的，反应在氮气保护下进行。
同现有技术相比，本发明在合成γ-戊内酯通过金属铱催化剂的催化作用下，通过乙酰丙酸甲酯(式II)与甲醇(式III)发生反应，直接合成。与已有方法相比，反应展现出三个显著的优点：1)甲醇在本发明所述反应中同时作为原料和溶剂，比之先前的合成方法采用有机物作为溶剂，本发明更加环保；2)反应所使用的原料为商品化试剂，醇为环境友好，低毒的化学试剂；3)反应生成水为副产物，无环境污染。因此，该反应符合绿色化学的要求，具有广阔的发展前景。
具体实施方式
展示一下实例来说明本发明的某些实施例，且不应解释为限制本发明的范围。对本发明公开的内容可以同时从材料，方法和反应条件上进行许多改进，变化和改变。所有这些改进，变化和改变均确定地落入本发明的精神和范围之内。
实施例1：
将乙酰丙酸甲酯(130mg,1mmol)、[Cp*Ir(2,2’-bpyO)(H2O)][Na+](5.7mg,0.01mmol，1mol％)、CH3OH(2mL)依次加入到干燥的25mL克氏管中，氮气条件下，反应混合物在130℃下反应12小时，反应后冷却到室温。旋转蒸发除掉溶剂，然后通过柱层析(展开剂：正己烷/乙酸乙酯)得到纯净的目标化合物，产率：70％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ4.65(sxt,J＝6.6Hz,1H),2.57-2.53(m,2H),2.37(sxt,J＝6.6Hz,1H),1.87-1.78(m,1H),1.42(d,J＝6.3Hz,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ176.9,76.9,29.3,28.7,20.6.。

Claims (6)

1.一种合成γ-戊内酯I的方法，其特征在于，包括
Figure FDA0003900422380000011
将过乙酰丙酸甲酯II
Figure FDA0003900422380000012
在铱络合物催化剂的作用下，与CH3OHIII发生反应生成目标产物的步骤，
CH3OH
III；
其中，铱络合物催化剂为[Cp*Ir(2，2’-bpyO)(H2O)][Na+]，其结构如下：
Figure FDA0003900422380000013
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：
在反应容器中，加入乙酰丙酸甲酯、CH3OH、铱络合物催化剂，加热反应一段时间，冷却到室温，旋干溶剂，然后通过柱分离，得到目标化合物。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，铱络合物催化剂用量相对于乙酰丙酸甲酯为1mol％。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，乙酰丙酸甲酯与CH3OH的比例为0.13g∶2mL。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，反应温度为130±10℃，反应时间不少于10h。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，反应在氮气保护下进行。
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