本發(fā)明涉及化合物制備領(lǐng)域，具體地，涉及一種β-二酮化合物的制備方法。

背景技術(shù)：

β-二酮化合物是一類有特殊結(jié)構(gòu)的化合物，廣泛應(yīng)用于催化劑、熱穩(wěn)定劑和發(fā)光材料等領(lǐng)域。

眾所周知，酯酮縮合法是制備β-二酮化合物普遍方法。例如，期刊文獻(xiàn)j.org.chem(vol.50.no26.1985.5598-5604)報道，在氫化鈉存在下，以四氫呋喃為溶劑，丙酸乙酯與甲乙酮反應(yīng)制備3,5-庚二酮，收率為48.3％。

在期刊文獻(xiàn)zhurnalobshcheikhimii(1958，28，2845～2846)中，使用丙二酰氯與格利雅試劑etmgbr反應(yīng)合成3,5-庚二酮，收率為51％。反應(yīng)條件為-70℃，并且難以處理，因此工業(yè)化的難度很大。

綜上所述，在現(xiàn)存技術(shù)中，還沒有安全、高收率地制備β-二酮化合物的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)制備β-二酮化合物的收率低且不安全的缺陷，提供一種β-二酮化合物的制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種式(4)所示的β-二酮化合物的制備方法，其中，該方法包括：在式(3)所示的溶劑和堿金屬醇鉀的存在下，將式(1)所示的羧酸甲酯與式(2)所示的酮進(jìn)行反應(yīng)；

ch3o-co-cr1r2r3式(1)；

ch3-co-cr1r2r3式(2)；

r4o-(ch2(ch2)no)m-r4式(3)；

r3r2r1c-co-ch2-co-cr1r2r3式(4)；

其中，r1、r2和r3各自獨立地為氫或c1-c4的烷基；

其中，n和m相同或不同，n和m各自獨立地選自1、2或3；r4為甲基或乙基。

本發(fā)明所述的制備β-二酮化合物的方法收率高，安全，適合工業(yè)應(yīng)用。尤其是采用本發(fā)明所述方法制備3,5-庚二酮時，3,5-庚二酮的收率達(dá)到60％以上，收率遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)中以dmf為溶劑制備3,5-庚二酮的收率。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

本發(fā)明提供了一種式(4)所示的β-二酮化合物的制備方法，其中，該方法包括：在式(3)所示的溶劑和堿金屬醇鉀的存在下，將式(1)所示的羧酸甲酯與式(2)所示的酮進(jìn)行反應(yīng)；

ch3o-co-cr1r2r3式(1)；

ch3-co-cr1r2r3式(2)；

r4o-(ch2(ch2)no)m-r4式(3)；

r3r2r1c-co-ch2-co-cr1r2r3式(4)；

其中，r1、r2和r3各自獨立地為氫或c1-c4的烷基，例如r1、r2和r3可以各自獨立地為氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基，正丁基、仲丁基、異丁基和叔丁基中的一種；優(yōu)選地，r1、r2和r3各自獨立地為氫或c1-c2的烷基，例如可以各自獨立地為氫、甲基或乙基；更優(yōu)選地，式(1)所示的羧酸甲酯為丙酸甲酯，式(2)所示的酮為丁酮。

在式(3)中，n和m相同或不同，n和m各自獨立地選自1、2或3；優(yōu)選地，n和m均為1；或者n為1，m為2或3；更優(yōu)選地，n為1，m為2。

在式(3)中，r4為甲基或乙基，優(yōu)選為甲基。

最優(yōu)選的情況下，式(3)所示的溶劑為二乙二醇二甲醚。

本發(fā)明中，對所述溶劑的用量沒有特別的限定，只要能夠達(dá)到攪拌反應(yīng)體系即可。但是為了提高反應(yīng)效率，優(yōu)選情況下，所述溶劑的用量與所述酮的用量的摩爾比為0.9-5：1，優(yōu)選為1-4：1，更優(yōu)選為0.97-3：1。

本發(fā)明中，所述堿金屬醇鉀的作用是提高所述酮的α碳的親和性，使?；磻?yīng)更容易進(jìn)行。本發(fā)明對所述堿金屬醇鉀的用量沒有特別的限定，只要能使反應(yīng)順利進(jìn)行即可。但是，如果所述堿金屬醇鉀的用量過少，則導(dǎo)致反應(yīng)效果變差；如果所述堿金屬醇鉀的用量過多，會引起副反應(yīng)而降低收率。因此，優(yōu)選情況下，所述堿金屬醇鉀的用量與所述酮的用量的摩爾比為1-1.25：1，更優(yōu)選為1-1.2：1，進(jìn)一步優(yōu)選為1-1.1：1。

本發(fā)明中，對所述堿金屬醇鉀的選擇沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)常規(guī)的選擇，例如可以為甲醇鉀、乙醇鉀、正丙醇鉀、異丙醇鉀、正丁醇鉀、異丁醇鉀、仲丁醇鉀和叔丁醇鉀中的至少一種；優(yōu)選地，所述堿金屬醇鉀為甲醇鉀、乙醇鉀和叔丁醇鉀中的至少一種。

本發(fā)明中，對所述羧酸甲酯的用量沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常規(guī) 的選擇。但是，如果所述酮的用量遠(yuǎn)大于所述羧酸甲酯的用量，則會由于所述酮的自縮合的影響而降低目標(biāo)產(chǎn)物收率；如果所述羧酸甲酯的用量遠(yuǎn)大于所述酮的用量，則必須回收利用大量未反應(yīng)的羧酸甲酯。因此，優(yōu)選情況下，所述羧酸甲酯的用量與所述酮的用量的摩爾比為3-10：1，優(yōu)選為3-4.1：1。

本發(fā)明中，對所述反應(yīng)的條件沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常規(guī)的條件。但是，如果反應(yīng)溫度過低，反應(yīng)性變差并且反應(yīng)時間延長，從而導(dǎo)致生產(chǎn)能力下降；如果反應(yīng)溫度過高，則會造成溶劑和反應(yīng)物的浪費以及更多副反應(yīng)發(fā)生而降低產(chǎn)物收率。因此，優(yōu)選情況下，所述反應(yīng)的條件包括：溫度為0-100℃，優(yōu)選為60-75℃；時間為2-6h，優(yōu)選為4-5h。

本發(fā)明中，對反應(yīng)物的加入方法沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。優(yōu)選情況下，先將所述溶劑和所述堿金屬醇鉀混合，得到混合物，然后將所述羧酸甲酯和所述酮的混合液滴加到所述混合物中。優(yōu)選情況下，所述滴加的時間為10-60min，更優(yōu)選為20-40min。在本發(fā)明中，“滴加”是指將所述混合液在預(yù)定時間內(nèi)基本上勻速地滴入所述混合物中。

本發(fā)明中，所述方法還可以包括：在所述反應(yīng)結(jié)束之后，將式(4)所示的β-二酮化合物從反應(yīng)產(chǎn)物中分離。具體地，向反應(yīng)產(chǎn)物中加水，然后通過濃鹽酸調(diào)節(jié)ph為6-7，待冷卻至室溫后，先通過過濾分離無機(jī)鹽，然后分離有機(jī)層和水層，最后對有機(jī)層進(jìn)行精餾純化，將未反應(yīng)的原料、溶劑和其他雜質(zhì)分離出來。

以下將通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

以下實施例和對比例中，采用氣相色譜外標(biāo)法定量測定β-二酮化合物；

以下實施例和對比例中的收率的計算方法：

β-二酮化合物收率＝(β-二酮化合物生成摩爾量/反應(yīng)物酮的摩爾量)×100％

實施例1

在1升四口燒瓶中加入135g(1.2mol)叔丁醇鉀(購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，簡稱“國藥公司”，下同)和104.5g(1.16mol)乙二醇二甲醚(購自國藥公司)，在機(jī)械攪拌器攪拌下加熱回流升溫到20℃。然后，通過恒壓滴液漏斗勻速加入由319g(3.6mol)丙酸甲酯(購自日本tci公司)和86.5g(1.2mol)丁酮(購自國藥公司)組成的液體混合物，滴加時間為20min，然后在75℃下再攪拌4.5小時，降溫到40℃，加入120g冰水，用濃鹽酸調(diào)節(jié)ph到6。然后用抽濾瓶過濾，去掉氯化鉀，濾液分層，分出有機(jī)層和水層。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，生成了103g(0.80mol)的3,5-庚二酮，收率為66.6％(以丁酮計)。

實施例2

在250ml三口燒瓶中加入13.6g(0.12mol)叔丁醇鉀(購自國藥公司)和40ml(0.28mol)二乙二醇二甲醚，在機(jī)械攪拌器攪拌下加熱回流升溫到60℃。然后，通過恒壓滴液漏斗勻速加入由39ml(0.41mol)丙酸甲酯(購自日本tci公司)和9ml(0.1mol)丁酮(購自國藥公司)組成的液體混合物，滴加時間為40min，然后在60℃下再攪拌4.5小時，降溫到40℃，加入20g冰水，用濃鹽酸調(diào)節(jié)ph到6。然后用抽濾瓶過濾，去掉氯化鉀，濾液分層，分出有機(jī)層和水層。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，3,5-庚二酮的收率為64.3％(以丁酮計)。

實施例3

在1升四口燒瓶中加入148g(1.32mol)叔丁醇鉀(國藥公司)和324.4g(3.6mol)乙二醇二甲醚(購自國藥公司)，在機(jī)械攪拌器攪拌下加熱回流 升溫到20℃。然后，通過恒壓滴液漏斗勻速加入由370g(4.2mol)丙酸甲酯(購自日本tci公司)和86.5g(1.2mol)丁酮(購自國藥公司)組成的液體混合物，滴加時間為30min，然后在65℃下再攪拌4.5小時，降溫到40℃，加入120g冰水，用濃鹽酸調(diào)節(jié)ph到6。然后用抽濾瓶過濾，去掉氯化鉀，濾液分層，分出有機(jī)層和水層。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，3,5-庚二酮的收率為62.2％(以丁酮計)。

實施例4

在250ml三口燒瓶中加入27.2g(0.24mol)叔丁醇鉀(購自國藥公司)和43ml(0.24mol)三乙醇二甲醚(購自阿拉丁公司)，60℃下勻速滴加69ml(0.72mol)丙酸甲酯和21.5ml(0.24mol)丁酮，滴加時間40min，然后在75℃下再攪拌4.5小時，降溫到40℃，加入24g冰水，用濃鹽酸調(diào)節(jié)ph到6。然后用抽濾瓶過濾，去掉氯化鉀，濾液分層，分出有機(jī)層和水層。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，生成了19g(0.148mol)的3,5-庚二酮，收率為61.7％(以丁酮計)。

實施例5

在250ml三口燒瓶中加入27.2g(0.24mol)叔丁醇鉀(購自國藥公司)和34ml(0.24mol)(天津光復(fù)精細(xì)化工研究所)二乙醇二甲醚，60℃滴加69ml(0.72mol)丙酸甲酯(購自日本tci公司)和21.5ml(0.24mol)丁酮(購自國藥公司),滴加時間40min，然后在75℃下再攪拌4.5小時，降溫到40℃，加入24g冰水，用濃鹽酸調(diào)節(jié)ph到6。然后用抽濾瓶過濾，去掉氯化鉀，濾液分層，分出有機(jī)層和水層。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，生成了18.8g(0.146mol)的3,5-庚二酮，收率為60.8％(以丁酮計)。

實施例6

按照實施例1的方法制備3,5-庚二酮，不同的是，將實施例1的“然后在75℃下再攪拌4.5小時”，變?yōu)椤叭缓笤?0℃再攪拌4.5小時”。通過氣相色譜證實在溶液中產(chǎn)生92.7g(0.72mol)的3,5-庚二酮，收率為60.3％(以丁酮計)。

對比例1

按照實施例1的方法制備3,5-庚二酮，不同的是，在1升四口燒瓶中加入1.2mol氫化鈉(50％)和1.2mol四氫呋喃。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，3,5-庚二酮的收率為50％(以丁酮計)。

對比例2

按照實施例1的方法制備3,5-庚二酮，不同的是，在1升四口燒瓶中加入1.2mol叔丁醇鉀和1.2moldmf，在機(jī)械攪拌器攪拌下加熱到50℃。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，3,5-庚二酮的收率為45％(以丁酮計)。

對比例3

按照實施例1的方法制備3,5-庚二酮，不同的是，在1升四口燒瓶中加入1.2mol叔丁醇鉀和1.2mol甲苯，在機(jī)械攪拌器攪拌下加熱到60℃。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，3,5-庚二酮的收率為46％(以丁酮計)。

對比例4

按照實施例1的方法制備3,5-庚二酮，不同的是，將溶劑乙二醇二甲醚(1.16mol)改成丙酸甲酯(1.15mol)。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，3,5-庚二酮的收率為5％(以丁酮計)。

對比例5

在1升四口燒瓶中加入281g(2.5mol)叔丁醇鉀(購自國藥公司)和553g(6mol)丙酸甲酯(購自日本tci公司公司)，在攪拌下加熱到70℃，然后用滴液漏斗在5小時內(nèi)加入72g(1mol)丁酮(購自國藥公司)，接著在70℃繼續(xù)攪拌反應(yīng)5小時，然后降至室溫，加入200g水，用稀鹽酸調(diào)ph到7，反應(yīng)液靜置分層，分出有機(jī)層。通過對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析可知，3,5-庚二酮的收率為30％(以丁酮計)。

由對比例1-2與實施例1-6比較可知，本發(fā)明所述制備β-二酮化合物(特別是3,5-庚二酮)的方法中使用式(3)所示的化合物作為溶劑，比現(xiàn)有技術(shù)中使用水溶性非質(zhì)子溶劑四氫呋喃、dmf的收率高。

由對比例3與實施例1-6比較可知，本發(fā)明所述制備β-二酮化合物(特別是3,5-庚二酮)的方法中使用式(3)所示的化合物作為溶劑，比現(xiàn)有技術(shù)中使用非水溶性溶劑甲苯的收率高。

對比例4-5與實施例1-6比較，對比例以反應(yīng)物丙酸甲酯作為溶劑，3,5-庚二酮的收率很低。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。