專利名稱：4-甲基辛酸的合成方法
技術領域：
本發明屬于一種精細化工化工原料的合成工藝，更具體的說涉及 4-甲基辛酸的合成方法。
背景技術：
4-甲基辛酸天然存在于羊肉、煮羊肉、烤羊肉、羊肝和羊脂等中， 具有廣木香香氣和動物氣息，是調制羊肉風味香精的重要成分。1941 年P. A. LEVENE (P. A. LEVENE, and MARTIN腦A， J. Biol. Chem.， 141, 255, 1941)等報道了下列合成方法1) 2-甲基庚酸乙酯氫化制 備2-甲基庚醇；2)上述中間體與碘化氫反應制備2-甲基-1-碘庚烷； 3)上述中間體與丙二酸二乙酯反應，經水解脫羧得目的產物。
上述方法的缺點是第一步加氫還原需高溫、高壓，且原料難得； 第二步鹵代反應是在碘化氫條件下進行，制備成本高、難度大。
發明內容
本發明的目的是提供一種更為實用、簡潔的方法合成4-甲基辛 酸，反應條件溫和、提高收率。 本發明的技術方案如下
1) 利用乙酰丙酸甲酯同1-溴丁烷鹵化鎂進行格氏反應得中間體
4-甲基-丁位辛內酯，反應式為
o
Z 、C00CH3
2) 將中間體4-甲基-丁位辛內酯與硫酸鈣加熱脫羥基，生成4-甲基辛烯酸，反應式為3)將4-甲基辛烯酸用鈀催化加氫得目標產物，反應式為
上述步驟(1)乙酰丙酸甲酯同1-溴丁烷鹵化鎂進行格氏反應的摩爾用量為1:1至1.5:1，反應采用芳烴或醚作溶劑，如苯、甲苯、乙醚、四氫呋喃等，反應溫度為-20。C 4(TC;步驟(2)催化為硫酸鈣、硫酸、對甲苯磺酸等，催化劑重量用量為反應物的1% 10%，反應溫度為12(TC 220。C，反應時間為2小時 7小時；步驟(3)采用鈀催化加氫，催化劑重量用量為反應物O. 1% 1%，反應溫度為0。C 12(TC，壓力1 atm 10atm，用甲醇或乙醇作溶劑，反應時間為1小時 5小時。
本發明與現有技術相比，采用的原料易得，無須高溫、高壓環境，反應條件溫和，這使得制備成本、難度降低，同時獲得高的得率，特別適合于工業化生產。
具體實施例方式
下面結合實施例進一步說明本發明，其中實施例1 3是4-甲基-丁位辛內酯的合成，實施例4 8是4-甲基辛烯酸的合成。實施例l: 4-甲基-丁位辛內酯的合成
于帶有機械攪拌、溫度計、加料漏斗和回流冷凝管的2L燒瓶中，加入鎂削48g (2mo1)，乙醚150mL和碘一粒。開啟攪拌，滴加274g溴丁垸(2mol)和300mL乙醚的混合物，維持反應微沸，約2小時加完，后4CTC保溫1小時。冷卻反應液至-5°C，滴加260g乙酰丙酸甲酯(2mo1)和150mL乙醚的混合物，反應溫度控制在0。C以下。加完后室溫攪拌2小時，小心加入416g飽和氯化銨水溶液分解，控制溫度在l(TC ，生成顆粒狀固體和幾乎干燥的醚層。傾出醚層，固體用2*250mL乙醚萃取，脫醚后粗產物減壓蒸餾，收集116。C 120。C/3. 5KPa餾分220g，含量90%，反應得率為63.5%。
實施例2 : 4-甲基-丁位辛內酯的合成于帶有機械攪拌、溫度計、加料漏斗和回流冷凝管的1L燒瓶中，加入鎂削24g(lmo1)，乙醚75mL和一粒碘。開啟攪拌，滴加140g溴丁垸(lmol)和150mL乙醚的混合物，維持反應微沸，約2小時加完，后4(TC保溫1小時。冷卻反應液至-15匸，滴加156g乙酰丙酸甲酯(1.2mol)和150mL乙醚的混合物，反應溫度控制在-10。C以下。加完后室溫攪拌2小時，小心加入208g飽和氯化銨水溶液分解，控制溫度在10°C ，生成顆粒狀固體和幾乎干燥的醚層。傾出醚層，固體用2*125mL乙醚萃取，脫醚后粗產物減壓蒸餾，收集116°C 120°C/3. 5KPa餾分120g，含量91%，反應得率為70%。
實施例3 : 4-甲基-丁位辛內酯的合成
于帶有機械攪拌、溫度計、加料漏斗和回流冷凝管的2L燒瓶中，加入鎂削24g (lmol),四氫呋喃、苯(四氫呋喃苯二l: 1) 100mL和一粒碘。開啟攪拌，滴加140g溴丁烷(lmol)和200mL四氫呋喃、苯的混合物，維持反應溫度在45'C左右，約2小時加完，后45"C保溫l小時。冷卻反應液至-10。C，滴加156g乙酰丙酸甲酯(1.2mol)和150mL四氫呋喃、苯的混合物，反應溫度控制在-5"C以下。加完后室溫攪拌2小時，小心加入350g 10%鹽酸分解，控制溫度在l(TC ，有基層水洗至中性，脫溶劑后粗產物減壓蒸餾，收集116"C 12(TC/3.5KPa餾分125g，含量93%，反應得率為74. 5%。
實施例4: 4-甲基辛烯酸的合成
于帶有溫度計、攪拌和短分餾柱的250mL燒瓶中，加入上述粗產物100g，活性硫酸鈣2g， 17(TC加熱蒸餾反應5小時，得87g粗品，含量78%的4-甲基辛烯酸混合物。實施例5: 4-甲基辛烯酸的合成于帶有溫度計、攪拌和短分餾柱的250mL燒瓶中，加入上述粗產物100g， 70%硫酸3g， 150"C加熱、減壓蒸餾反應5小時，得50g粗品，含量64%的4-甲基辛烯酸混合物。實施例6: 4-甲基辛烯酸的合成
于帶有溫度計、攪拌和短分餾柱的250mL燒瓶中，加入上述粗產物100g，對甲苯磺酸2g， 20(TC加熱蒸餾反應5小時，得77g粗品，含量75%的4-甲基辛烯酸混合物。實施例7: 4-甲基辛酸的合成
于500mL高壓釜中，加入78%粗品100g， 5%鈀碳催化劑0. 5g， 95°/0乙醇100mL，密封反應釜，0. 5Mpa下8(TC反應4小時，生成產物4-甲基辛酸，減壓收集10rC 103'C/5mmHg的餾分60g，含量98%。
實施例8: 4-甲基辛酸的合成
于500mL高壓釜中，加入64%粗品100g， 5%鈀碳催化劑0. 5g， 95%乙醇100mL，密封反應釜，0. 5Mpa下8(TC反應4小時，生成產物4-甲基辛酸，減壓收集10rC 103'C/5mmHg的餾分45g，含量97%。
權利要求
1、一種4-甲基辛酸的合成方法，包括以下步驟(1)、利用乙酰丙酸甲酯同1-溴丁烷鹵化鎂進行格氏反應得中間體4-甲基-丁位辛內酯；(2)、將中間體4-甲基-丁位辛內酯與硫酸鈣加熱脫羥基，生成4-甲基辛烯酸；(3)、將4-甲基辛烯酸用鈀催化加氫得目標產物4-甲基辛酸。
2、 根據權利要求l所述的4-甲基辛酸的合成方法，其特征在于(1) 、利用乙酰丙酸甲酯同1-溴丁垸鹵化鎂進行格氏反應得中間體4-甲基-丁位辛內酯的反應式為<formula>formula see original document page 2</formula>(2) 、將中間體4-甲基-丁位辛內酯與硫酸鈣加熱脫羥基，生成4-甲基辛烯酸的反應式為(3)、將4-甲基辛烯酸用鈀催化加氫得目標產物，反應式為:
3、 根據權利要求1或2所述的4-甲基辛酸的合成方法，其特征在于所述步驟(1)中乙酰丙酸甲酯同1-溴丁垸鹵化鎂進行格氏反應的摩爾用量為1:1至1.5:1，反應采用芳烴或醚作溶劑，如苯、 甲苯、乙醚、四氫呋喃等，反應溫度為-2(TC 40。C;
4、 根據權利要求1或2所述的4-甲基辛酸的合成方法，其特征 在于所述步驟(2)中催化劑為硫酸鈣、硫酸、對甲苯磺酸等，催化劑重量用量為反應物的1% 10%，反應溫度為120°C 220°C，反應時 間為2小時 7小時。
5、根據權利要求1或2所述的4-甲基辛酸的合成方法，其特征 在于所述步驟(3)中采用鈀催化加氫，催化劑重量用量為反應物 0.1% 1%，反應溫度為0°C 120°C，壓力latm 10atm，用甲醇或乙 醇作溶劑，反應時間為1小時 5小時。
全文摘要
本發明涉及4-甲基辛酸的合成方法，首先利用乙酰丙酸甲酯同1-溴丁烷鹵化鎂進行格氏反應得中間體4-甲基-丁位辛內酯，將中間體4-甲基-丁位辛內酯與硫酸鈣加熱脫羥基，生成4-甲基辛烯酸，將4-甲基辛烯酸用鈀催化加氫得目標產物，與現有技術相比，本發明采用的原料易得，無須高溫、高壓環境，反應條件溫和，這使得制備成本、難度降低，同時獲得高的得率，特別適合于工業化生產。
文檔編號C07C51/09GK101684070SQ20081012340
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月3日 優先權日2008年6月3日
發明者程存照 申請人:程存照