一種α,β-不飽和羰基化合物的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種α，β-不飽和羰基化合物的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]α，β-不飽和羰基化合物作為香料和香料中間體或者作為醫(yī)藥、農(nóng)藥的中間原料 是一種非常有用的化合物。
[0003]α，β-不飽和羰基化合物的制造方法有各種各樣的，由取代的烯丙醇的選擇性氧 化反應(yīng)是眾所周知的一種。但文獻(xiàn)報(bào)道的這種氧化反應(yīng)都需要用到昂貴的金屬氧化劑，成 本高，對(duì)環(huán)境污染大，選擇性差。
[0004]酸化合物和鹵化物的在金屬催化下的Reformatsky反應(yīng)是經(jīng)典的合成α，β-不 飽和羰基化合物的制造方法。所用的金屬催化劑一般為鋅，成本比較低，對(duì)環(huán)境污染小。所 以本發(fā)明旨在發(fā)明一種低成本易操作對(duì)環(huán)境友好的制造方法。
[0005] Reformatsky反應(yīng)（雷福爾馬茨基反應(yīng)）是酸或酮與α-鹵代酸酯和鋅在惰性溶 劑中作用，發(fā)生縮合得到β_羥基酸酯的反應(yīng)。它首先由俄國化學(xué)家雷福爾馬茨基發(fā)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是：提供一種新的制備α，β-不飽和羰基化合物的工藝方法。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種α，β-不飽和羰基化合物的制造方法，具有 如下步驟：
[0008] (1)使碳原子在3-20的一級(jí)醇在氧化酶的作用下，進(jìn)行氧化反應(yīng)，選擇性的將端 位的醇羥基氧化為醛基，得到醛基化合物；（2)醛基化合物在金屬的催化下和鹵化物進(jìn)行 Reformatsky反應(yīng)生成相應(yīng)的α，β-不飽和羰基化合物；其中一級(jí)醇如通式（I):
[0009] RiCH^H(I)
[0010] R!為碳原子數(shù) 3-20,即碳原子數(shù)為 3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、 18、19、20的含有脂環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)，或碳原子數(shù)6-20的即碳原子數(shù)為6、7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19、20的含有芳香環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)或者含有雜環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)；
[0011] 所述一級(jí)醇得到由通式（II)所表示的碳原子數(shù)4-20的醛基化合物，如通式
[11]：
[0012] R^HO(II)
[0013] 札為碳原子數(shù) 3-20 的即碳原子數(shù)為 3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、 18、19、20的含有脂環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)，或碳原子數(shù)6-20的即碳原子數(shù)為6、7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19、20的含有芳香環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)或者含有雜環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)；
[0014] 所述步驟（2)得到由通式（IV)所表示的α，β-不飽和羰基化合物；
[0015]
[0016] 其中&為碳原子數(shù)3-20的含有脂環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)，或碳原子數(shù)6-20的含有芳香環(huán) 構(gòu)造的基團(tuán)或者含有雜環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)；R2為氫，或羧基，或酯基。
[0017] 本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)：通過氧化酶進(jìn)行醇的氧化反應(yīng)，能夠以定量，高選擇性的獲得相 應(yīng)的醛基化合物，后處理方便。
[0018]上述的α，β-不飽和羰基化合物的制造方法，所述氧化酶的使用量是所述一級(jí) 醇的0. 1-1. 0倍摩爾，優(yōu)選0. 5~0. 8倍，此時(shí)，氧化酶能更高選擇性的生成相應(yīng)的醛。
[0019]上述的α，β-不飽和羰基化合物的制造方法，步驟⑵中鹵化物如通式（III)
[0020]
[0021] R2為氫，或羧基，或酯基；
[0022] X為溴或氯或碘。
[0023]上述的α，β-不飽和羰基化合物的制造方法，所述鹵化物的使用量是所醛基化 合物的〇. 1-10倍摩爾，優(yōu)選1~5倍。
[0024]上述的α，β-不飽和羰基化合物的制造方法，步驟（2)所述金屬是鋅或銅或鐵。
[0025] 上述的α，β_不飽和羰基化合物的制造方法，所述金屬的使用量是鹵化物的 0. 5-10倍摩爾。
[0026] 本發(fā)明的a，β_不飽和羰基化合物的制造方法的特征為，用碳原子數(shù)為4-20 的端位酸基化合物，在金屬的催化下可以跟鹵化物發(fā)生Reformatsky反應(yīng)生成相應(yīng)的 α，β-不飽和羰基化合物。
[0027] (1):碳原子數(shù)為4-20的醛化合物的合成
[0028]
[0029] &為碳原子數(shù)4-20的含有脂環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)，碳原子數(shù)6-20的含有芳香環(huán)構(gòu)造的 基團(tuán)或者含有雜環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)
[0030]將醇化合物溶解在毫升水中，升溫至40°C，加入氧化酶，反應(yīng)后，將反應(yīng)液冷卻，抽 干所有的溶劑，加入有機(jī)溶劑，所得溶液用飽和食鹽水洗，有機(jī)相分離后，水相用有機(jī)溶劑 萃取兩次。將有機(jī)相合并，干燥劑干燥，濾除干燥劑，蒸干溶劑，得到相應(yīng)的醛基化合物。
[0031](2):碳原子數(shù)為4-20的α，β-不飽和羰基化合物的合成
[0032]
[0033] &為碳原子數(shù)4-20的含有脂環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)，碳原子數(shù)6-20的含有芳香環(huán)構(gòu)造的 基團(tuán)或者含有雜環(huán)構(gòu)造的基團(tuán)[0034]R2為氫，或羧基，或酯基
[0035]X為溴，或氯，或碘
[0036] 分別將有機(jī)溶劑，金屬粉末和稀酸溶液加入帶有冷凝裝置的反應(yīng)器中室溫?cái)嚢韬?再加入金屬粉末，繼續(xù)攪拌，然后分別加入鹵化物和醛基化合物控制反應(yīng)溫度50°C，攪拌， 通過TLC跟蹤檢測(cè)反應(yīng)，直到反應(yīng)底物不再減少時(shí)停止反應(yīng)，將反應(yīng)液冷卻，過濾除去金屬 催化劑，蒸干溶劑。加入有機(jī)溶劑，所得溶液用飽和食鹽水洗，有機(jī)相分離后，水相用有機(jī)溶 劑萃取兩次將有機(jī)相合并，干燥劑干燥，濾除干燥劑，蒸干溶劑，的到相應(yīng)的α，β-不飽和 羰基化合物。減壓蒸餾可得相應(yīng)的產(chǎn)物。
[0037] (3)在本發(fā)明中，作為碳原子數(shù)3-20的一級(jí)醇類化合物，可以使用碳原子數(shù)在 3-20的脂肪族以及/或者芳香族的有機(jī)一級(jí)醇化合物，優(yōu)先使用碳原子數(shù)4-20,更優(yōu)選使 用碳原子數(shù)6-20,更進(jìn)一步優(yōu)選使用碳原子數(shù)6-10的脂肪族以及或者芳香族的有機(jī)醇化 合物。作為這樣的有機(jī)醇，比如可以列舉：丁醇，戊醇，己醇，庚醇，辛醇，癸醇。
[0038] 在本發(fā)明中，氧化反應(yīng)結(jié)束所用有機(jī)溶劑萃取，有機(jī)溶劑可以是乙酸乙酯，二氯甲 燒，乙醚，石油醚
[0039] 在本發(fā)明中，氧化反應(yīng)結(jié)束所用干燥劑可以是硫酸鎂，硫酸鈉，氯化鎂，氯化鈣
[0040] 在本發(fā)明中，作為Reformatsky反應(yīng)底物的鹵化物，相應(yīng)羰基化合物α位被鹵素 取代的化合物，被取代的鹵化物可以為氯，或溴，或碘。
[0041] 在本發(fā)明中，作為Reformatsky反應(yīng)的催化劑金屬，可以是鐵，或鋅，或銅。
[0042] 在本發(fā)明中，作為Reformatsky反應(yīng)的溶劑可是四氫呋喃，或乙醚，或1，4-二氧六 環(huán)。
[0043] 在本發(fā)明中，氧化酶為醇脫氫酶，為從具有醇脫氫酶活性的蛋白中提取表達(dá)所得， 可以為市售醇脫氫酶。
[0044]本發(fā)明具有積極的效果：本發(fā)明提供了一種制造α，β-不飽和羰基化合物的新 的工藝方法，成本低，環(huán)境污染小；此外，通過氧化酶進(jìn)行醇的氧化反應(yīng)，能夠以定量，高選 擇性的獲得相應(yīng)的醛基化合物，后處理方便。
【具體實(shí)施方式】
[0045](實(shí)施例1)
[0046] 將丁醇化合物（lmmol)溶解在20毫升水中，升溫至40°C，加入氧化酶（0.lmmol)， 反應(yīng)1. 5小時(shí)后,將反應(yīng)液冷卻，抽干所有的溶劑,加入有機(jī)溶劑50毫升，所得溶液用飽和 食鹽水洗3次，有機(jī)相分離后，水相用有機(jī)溶劑萃取兩次（50mL)。將有機(jī)相合并，干燥劑干 燥，濾除干燥劑，蒸干溶劑，的到相應(yīng)的醛基化合物丁醛（收率100%，GC純度99% )。
[0047] 分別將50mL有機(jī)溶劑，lOmmol金屬鐵粉末和10mLlmol/L稀酸溶液加入帶有冷 凝裝置的250mL三頸燒瓶中室溫?cái)嚢?. 5h后加入lOmmol金屬鋅粉末，繼續(xù)攪拌0. 5h，然 后分別加入3mmola氯乙醛和lmmol丁醛，控制反應(yīng)溫度50°C，攪拌，通過TLC跟蹤檢測(cè)反 應(yīng)，直到反應(yīng)底物不再減少時(shí)停止反應(yīng)，將反應(yīng)液冷卻，過濾除去金屬催化劑，蒸干溶劑。加 入乙酸乙酯50毫升，所得溶液用飽和食鹽水洗3次，有機(jī)相分離后，水相用乙酸乙酯萃取兩 次（50mL)。將有機(jī)