《一種十碳縮醛醛的合成方法》是安徽智新生化有限公司於2011年10月11日申請的發明專利，該專利申請號為2011103067620，公布號為CN102391083A，專利公布日為2012年3月28日，發明人是邸維龍、吳世林，該發明涉及一種十碳縮醛醛的合成方法。
《一種十碳縮醛醛的合成方法》包括以下步驟：1）將E-4-乙醯氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛與原甲酸三甲酯或原甲酸三乙酯進行縮醛化反應，然後加鹼進行水解；2）將上步得到的產物與乙烯基醚化合物反應，得到的產物再與丙烯基醚化合物進行反應；3）將步驟2）得到的產物置於鹼性溶液中，在30-50℃下反應1-5小時；4）將步驟3）得到的化合物的醇羥基氧化得到最終的十碳縮醛醛產物。該發明的路線涉及到的所有原料都已國產化，並且原料價格廉價，技術難度不大，工業化操作簡單，具有非常良好的產業化前景。
2017年6月22日，《一種十碳縮醛醛的合成方法》獲得安徽省第五屆專利獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種十碳縮醛醛的合成方法
- 公布號：CN102391083A
- 公布日：2012年3月28日
- 申請號：2011103067620
- 申請日：2011年10月11日
- 申請人：安徽智新生化有限公司
- 地址：安徽省池州市東至縣香隅化工園區
- 發明人：邸維龍、吳世林
- 代理機構：廣州嘉權專利商標事務所有限公司
- 代理人：譚英強
- Int.Cl.：C07C47/277(2006.01)I、C07C45/34(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,榮譽表彰,
專利背景
十碳縮醛醛是一種合成β-阿朴-8′-胡蘿蔔素醛的關鍵中間體，其結構如下：
Helv.Chim.Acta49，369-390（1966），報導的十碳縮醛醛的工藝路線以六碳烯炔醇為起始原料，具體如下：
該路線步驟繁多，難度大，而且要經過催化加氫，收率低，成本很高；而中國沒有報導關於它的新合成方法。
發明內容
技術方案
《一種十碳縮醛醛的合成方法》包括以下步驟：
1）將如結構式（1）表示的化合物進行縮醛化反應，反應得到的產物再進行水解，即得到如結構式（2）所示的縮醛產物，其中，R1為碳原子數為1-8的烴基；
2）將上步得到的縮醛產物與結構式如（3）所示的乙烯基醚化合物按照摩爾比為
1:0.8-1.2的比例在室溫、催化劑作用下反應，反應結束後得到結構式如（4）所示的產物，再加入丙烯基醚化合物，室溫下反應結束後得到結構式如（5）所示的產物，其中，R2、R3為碳原子數為1-8的烴基，縮醛產物與丙烯基醚化合物的摩爾比為1:0.8-1.2；
3）將結構式如（5）所示的化合物置於鹼性溶液中，在30-50℃下反應1-5小時，得到結構式如（6）所示的化合物；
4）將步驟3）得到的化合物的醇羥基氧化得到結構式如（7）所示的十碳縮醛醛產物：
步驟6）中，氧化的條件為：在有機溶劑中，室溫下，在催化劑氯化亞銅存在並通入50-60毫升/分鐘的氧氣情況下，用TEMPO將步驟3）得到的產物的醇羥基氧化，反應8-15小時，得到最終的十碳縮醛醛產物，其中所用的TEMPO占步驟3）得到的產物的3-5wt％。
改善效果
《一種十碳縮醛醛的合成方法》的有益效果是：該路線涉及到的所有原料在中國已國產化，並且原料價格廉價，技術難度不大，工業化操作簡單，具有非常良好的產業化前景。
權利要求
1.《一種十碳縮醛醛的合成方法》其特徵在於：包括以下步驟：
1）將如結構式（1）表示的化合物進行縮醛化反應，反應得到的產物再進行水解，即得到如結構式（2）所示的縮醛產物，其中，R1為碳原子數為1-8的烴基；
2）將上步得到的縮醛產物與結構式如（3）所示的乙烯基醚化合物按照摩爾比為1:0.8-1.2的比例在室溫、催化劑作用下反應，反應結束後得到結構式如（4）所示的產物，再加入丙烯基醚化合物，室溫下反應結束後得到結構式如（5）所示的產物，其中，R2、R3為碳原子數為1-8的烴基，縮醛產物與丙烯基醚化合物的摩爾比為1:0.8-1.2；
3）將結構式如（5）所示的化合物置於鹼性溶液中，在30-50℃下反應1-5小時，得到結構式如（6）所示的化合物；
4）將步驟3）得到的化合物的醇羥基氧化得到結構式如（7）所示的十碳縮醛醛產物：
步驟4）中，氧化的條件為：在有機溶劑中，室溫下，在催化劑氯化亞銅存在並通入50-60毫升/分鐘的氧氣情況下，用TEMPO將步驟3）得到的產物的醇羥基氧化，反應8-15小時，得到最終的十碳縮醛醛產物，其中所用的TEMPO占步驟3）得到的產物的3-5wt%。
2.根據權利要求1所述的一種十碳縮醛醛的合成方法，其特徵在於：所述的R1為甲基或乙基。
3.根據權利要求1所述的一種十碳縮醛醛的合成方法，其特徵在於：所述的R2為甲基或乙基。
4.根據權利要求1所述的一種十碳縮醛醛的合成方法，其特徵在於：所述的R3為甲基或乙基。
實施方式
操作內容
《一種十碳縮醛醛的合成方法》包括以下步驟：
1）將如結構式（1）表示的化合物（E-4-乙醯氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醛）與原甲酸三甲酯或原甲酸三乙酯在室溫，酸性催化劑對甲苯磺酸作用下進行縮醛化反應，反應結束後再加入鹼進行水解，得到如結構式（2）所示的縮醛產物，
其中，R1為甲基或者乙基，結構式如（1）所示的化合物、原甲酸三甲酯或者原甲酸三乙酯、鹼的摩爾比為1:0.8-1.5:0.6-1.2；
2）將上步得到的縮醛產物與結構式如（3）所示的乙烯基醚化合物按照摩爾比為1:0.8-1.2的比例在室溫、催化劑（氯化鋅、溴化鋅、三氯化鐵中的一種）作用下反應，反應結束後得到結構式如（4）所示的產物，再加入丙烯基醚，室溫下反應結束後得到結構式如（5）所示的產物，其中，R2、R3為甲基或者乙基，縮醛產物與丙烯基醚的摩爾比為1:0.8-1.2；
3）將上步得到的結構式如（5）的化合物置於鹼性溶液中，在30-50℃下反應1-5小時，得到結構式如（6）所示的化合物；
4）將步驟3）得到的化合物的醇羥基氧化得到結構式如（7）所示的十碳縮醛醛產物：
氧化的條件為：在有機溶劑中，室溫下，在催化劑氯化亞銅存在並通入50-60毫升/分鐘的氧氣情況下，用TEMPO將步驟3）得到的產物的醇羥基氧化，反應8-15小時，得到結構式如（7）的產物，其中所用的TEMPO占步驟3）得到的產物的3-5wt％。
實施案例
實施例1-2為結構式如（2）所示的化合物的製備實例，其中，R1為甲基或乙基。
- 實施例1
結構式如（8）所示的化合物的製備
取10克如結構式（1）所示的化合物，加催化量的對甲苯磺酸，再加10克的原甲酸三甲酯，在室溫下反應10個小時，反應結束後再加2克的氫氧化鈉，攪拌反應6小時，然後加200毫升水，用二氯甲烷萃取三次，每次50毫升，合併有機相，用5％食鹽水反洗有機層，每次50毫升，用碳酸鉀乾燥，過濾，蒸乾溶劑，減壓蒸餾得9克的反應產物，GC含量98％，反應方程式示意如下：
- 實施例2
結構式如（9）所示的化合物的製備
取10克如結構式（1）所示的化合物，加催化量的對甲苯磺酸，再加11克的原甲酸三乙酯，在室溫下反應15個小時，反應結束後再加2克的氫氧化鈉，攪拌反應7小時，然後加200毫升水，用二氯甲烷萃取三次，每次50毫升，合併有機相，用5％食鹽水反洗有機層，每次50毫升，用碳酸鉀乾燥，過濾，蒸乾溶劑，減壓蒸餾得10克的反應產物，GC含量97％，反應方程式示意如下：
實施例3-5為結構式如（5）所示的化合物的製備實例，其中，R1、R2、R3為甲基或乙基。
- 實施例3
結構式如（11）所示的化合物的製備
取5克實施例1製備的化合物，加50毫升的乙酸乙酯，再加0.5克的溴化鋅，維持在室溫，然後將2.0克的乙烯基甲醚，用三個小時加進去，再攪拌1小時，TLC跟蹤原料消失後，反應生成結構式如（10）所示的產物，不分離此產物，再將2.4克的丙烯基甲醚用3個小時加進去，加完後繼續反應1.5個小時，TLC跟蹤結構式如（10）的化合物消失後，加水洗滌2次，每次50毫升，最後蒸去乙酸乙酯得到9.1克產物，GC含量93.4％。
反應方程式示意如下：
- 實施例4
結構式如（13）所示的化合物的製備
取5克實施例2製備的化合物，加80毫升的甲苯，再加0.5克的溴化鋅，維持在室溫，然後將2.2克的乙烯基乙醚，用三個小時加進去，再攪拌2小時，TLC跟蹤原料消失後，反應生成結構式如（12）所示的產物，不分離出此產物，然後再將2.8克的丙烯基乙醚用3個小時加進去，加完後繼續反應3個小時，TLC跟蹤結構式如（12）所示的化合物消失後，加水洗滌2次，每次50毫升，最後蒸去甲苯得到9.3克產物，GC含量93.4％。
反應方程式示意如下：
- 實施例5
結構式如（15）所示的化合物的製備
取5克實施例1製備的化合物，加50毫升的甲苯，再加0.5克的氯化鐵，維持在室溫，然後將2.1克的乙烯基乙醚，用三個小時加進去，再攪拌2小時，TLC跟蹤原料消失後，反應生成結構式如（14）所示的產物，不分離此產物，然後再將2.7克的丙烯基甲醚用3個小時加進去，加完後繼續反應2.5個小時，TLC跟蹤結構式如（14）的化合物消失後，加水洗滌2次，每次50毫升，最後蒸去甲苯得到9.3克如結構式（15）所示的產物，GC含量93.4％，涉及的反應方程式如下所示：
實施例7-9為結構式如（6）所示的化合物的製備實例，其中，R1、R3為甲基或乙基。
- 實施例7
結構式如（16）所示的化合物的製備
取9.1克實施例3製備的化合物，加40毫升水，然後加0.25克碳酸氫鈉，在
40-45℃攪拌2個小時，然後將溫度降到室溫，用乙醚萃取3次，每次60毫升，合併有機相，蒸乾溶劑得到6.4克的產物，GC含量93.2％，涉及的反應方程式示意如下：
- 實施例8
結構式如（17）所示的化合物的製備
取9.3克實施例4製備的化合物，加20毫升水，然後加0.2克碳酸氫鈉，在50-55℃攪拌2個小時，然後將溫度降到室溫，用乙醚萃取三次，每次50毫升，合併有機相，蒸乾溶劑得到6克的產物，GC含量92.3％，涉及的反應方程式示意如下：
- 實施例9
結構式如（18）所示的化合物的製備
取9.3克實施例5製備的如結構式（15）所示的化合物，加30毫升水，然後加0.2克碳酸氫鈉，在40-45℃攪拌2個小時，然後將溫度降到室溫，用乙醚萃取三次，每次50毫升，合併有機相，蒸乾溶劑得到6.1克的產物，GC含量91.3％。
實施例10-12為結構式如（7）所示的化合物的製備實例，其中，R1、R3為甲基或乙基。
- 實施例10
結構式如（19）所示的化合物的製備
取6.4克實施例7製備的產物，加50毫升DMF，0.2克TEMPO，0.15克氯化亞銅，在室溫下通入氧氣，每分鐘50-60毫升，反應8小時後原料消失，加150毫升水，然後用乙醚萃取3次，每次80毫升，乙醚用55毫升水反洗一次，在-15℃冷卻10個小時，過濾，乾燥，得到產物5.2克。高效液相含量96.5％，涉及的反應方程式示意如下：
- 實施例11
結構式如（20）所示的化合物的製備
取6克實施例8製備產物，加70毫升DMF，0.2克TEMPO，0.2克氯化亞銅，在室溫下通入氧氣，每分鐘50-60毫升，反應15小時後原料消失，加150毫升水，然後用乙醚萃取3次，每次80毫升，乙醚用50毫升水反洗一次，在-15℃度冷卻10個小時，過濾，乾燥，得到黃色產品4.8克。高效液相含量98％。涉及的反應方程式示意如下：
- 實施例12
結構式如（21）所示的化合物的製備
取6.1克上述實施例9製備的產物6.1克，加50毫升DMF，0.13克TEMPO，0.2克氯化亞銅，在室溫下通入氧氣，每分鐘50-60毫升，反應10小時後原料消失，加150毫升水，然後用乙醚萃取3次，每次80毫升，乙醚用50毫升水反洗一次，在-15℃冷卻10個小時，過濾，乾燥，得到黃色產品4.8克.高效液相含量97.5％。涉及的反應方程式示意如下：
如圖1所示為結構式（19）所示化合物（即實施例10得到的產物）的1HNMR圖譜，如圖2所示為結構式（20）所示化合物（即實施例11得到的產物）的1HNMR圖譜。
榮譽表彰
2017年6月22日，《一種十碳縮醛醛的合成方法》獲得安徽省第五屆專利獎優秀獎。
