4甲基辛酸的合成方法.pdf

本发明涉及4-甲基辛酸的合成方法，首先利用乙酰丙酸甲酯同1-溴丁烷卤化镁进行格氏反应得中间体4-甲基-丁位辛内酯，将中间体4-甲基-丁位辛内酯与硫酸钙加热脱羟基，生成4-甲基辛烯酸，将4-甲基辛烯酸用钯催化加氢得目标产物，与现有技术相比，本发明采用的原料易得，无须高温、高压环境，反应条件温和，这使得制备成本、难度降低，同时获得高的得率，特别适合于工业化生产。

1、  一种4-甲基辛酸的合成方法，包括以下步骤：
(1)、利用乙酰丙酸甲酯同1-溴丁烷卤化镁进行格氏反应得中间体4-甲基-丁位辛内酯；
(2)、将中间体4-甲基-丁位辛内酯与硫酸钙加热脱羟基，生成4-甲基辛烯酸；
(3)、将4-甲基辛烯酸用钯催化加氢得目标产物4-甲基辛酸。

2、  根据权利要求1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-溴丁烷卤化镁进行格氏反应得中间体4-甲基-丁位辛内酯的反应式为：

(2)、将中间体4-甲基-丁位辛内酯与硫酸钙加热脱羟基，生成4-甲基辛烯酸的反应式为：

(3)、将4-甲基辛烯酸用钯催化加氢得目标产物，反应式为：


3、  根据权利要求1或2所述的4-甲基辛酸的合成方法，其特征在于：所述步骤(1)中乙酰丙酸甲酯同1-溴丁烷卤化镁进行格氏反应的摩尔用量为1∶1至1.5∶1，反应采用芳烃或醚作溶剂，如：苯、甲苯、乙醚、四氢呋喃等，反应温度为-20℃～40℃；

4、  根据权利要求1或2所述的4-甲基辛酸的合成方法，其特征在于：所述步骤(2)中催化剂为硫酸钙、硫酸、对甲苯磺酸等，催化剂重量用量为反应物的1％～10％，反应温度为120℃～220℃，反应时间为2小时～7小时。

5、  根据权利要求1或2所述的4-甲基辛酸的合成方法，其特征在于：所述步骤(3)中采用钯催化加氢，催化剂重量用量为反应物0.1％～1％，反应温度为0℃～120℃，压力1atm～10atm，用甲醇或乙醇作溶剂，反应时间为1小时～5小时。

4-甲基辛酸的合成方法
技术领域
本发明属于一种精细化工化工原料的合成工艺，更具体的说涉及4-甲基辛酸的合成方法。
背景技术
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，具有广木香香气和动物气息，是调制羊肉风味香精的重要成分。1941年P.A.LEVENE(P.A.LEVENE，and MARTIN KUNA，J.Biol.Chem.，141，255，1941)等报道了下列合成方法：1)2-甲基庚酸乙酯氢化制备2-甲基庚醇；2)上述中间体与碘化氢反应制备2-甲基-1-碘庚烷；3)上述中间体与丙二酸二乙酯反应，经水解脱羧得目的产物。
上述方法的缺点是：第一步加氢还原需高温、高压，且原料难得；第二步卤代反应是在碘化氢条件下进行，制备成本高、难度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种更为实用、简洁的方法合成4-甲基辛酸，反应条件温和、提高收率。
本发明的技术方案如下：
1)利用乙酰丙酸甲酯同1-溴丁烷卤化镁进行格氏反应得中间体4-甲基-丁位辛内酯，反应式为：

2)将中间体4-甲基-丁位辛内酯与硫酸钙加热脱羟基，生成4-甲基辛烯酸，反应式为：

3)将4-甲基辛烯酸用钯催化加氢得目标产物，反应式为：

上述步骤(1)乙酰丙酸甲酯同1-溴丁烷卤化镁进行格氏反应的摩尔用量为1∶1至1.5∶1，反应采用芳烃或醚作溶剂，如：苯、甲苯、乙醚、四氢呋喃等，反应温度为-20℃～40℃；步骤(2)催化为硫酸钙、硫酸、对甲苯磺酸等，催化剂重量用量为反应物的1％～10％，反应温度为120℃～220℃，反应时间为2小时～7小时；步骤(3)采用钯催化加氢，催化剂重量用量为反应物0.1％～1％，反应温度为0℃～120℃，压力1atm～10atm，用甲醇或乙醇作溶剂，反应时间为1小时～5小时。
本发明与现有技术相比，采用的原料易得，无须高温、高压环境，反应条件温和，这使得制备成本、难度降低，同时获得高的得率，特别适合于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明，其中实施例1～3是4-甲基-丁位辛内酯的合成，实施例4～8是4-甲基辛烯酸的合成。
实施例1：4-甲基-丁位辛内酯的合成
于带有机械搅拌、温度计、加料漏斗和回流冷凝管的2L烧瓶中，加入镁削48g(2mol)，乙醚150mL和碘一粒。开启搅拌，滴加274g溴丁烷(2mol)和300mL乙醚的混合物，维持反应微沸，约2小时加完，后40℃保温1小时。冷却反应液至-5℃，滴加260g乙酰丙酸甲酯(2mol)和150mL乙醚的混合物，反应温度控制在0℃以下。加完后室温搅拌2小时，小心加入416g饱和氯化铵水溶液分解，控制温度在10℃，生成颗粒状固体和几乎干燥的醚层。倾出醚层，固体用2*250mL乙醚萃取，脱醚后粗产物减压蒸馏，收集116℃～120℃/3.5KPa馏分220g，含量90％，反应得率为63.5％。
实施例2：4-甲基-丁位辛内酯的合成
于带有机械搅拌、温度计、加料漏斗和回流冷凝管的1L烧瓶中，加入镁削24g(1mol)，乙醚75mL和一粒碘。开启搅拌，滴加140g溴丁烷(1mol)和150mL乙醚的混合物，维持反应微沸，约2小时加完，后40℃保温1小时。冷却反应液至-15℃，滴加156g乙酰丙酸甲酯(1.2mol)和150mL乙醚的混合物，反应温度控制在-10℃以下。加完后室温搅拌2小时，小心加入208g饱和氯化铵水溶液分解，控制温度在10℃，生成颗粒状固体和几乎干燥的醚层。倾出醚层，固体用2*125mL乙醚萃取，脱醚后粗产物减压蒸馏，收集116℃～120℃/3.5KPa馏分120g，含量91％，反应得率为70％。
实施例3：4-甲基-丁位辛内酯的合成
于带有机械搅拌、温度计、加料漏斗和回流冷凝管的2L烧瓶中，加入镁削24g(1mol)，四氢呋喃、苯(四氢呋喃∶苯＝1∶1)100mL和一粒碘。开启搅拌，滴加140g溴丁烷(1mol)和200mL四氢呋喃、苯的混合物，维持反应温度在45℃左右，约2小时加完，后45℃保温1小时。冷却反应液至-10℃，滴加156g乙酰丙酸甲酯(1.2mol)和150mL四氢呋喃、苯的混合物，反应温度控制在-5℃以下。加完后室温搅拌2小时，小心加入350g 10％盐酸分解，控制温度在10℃，有基层水洗至中性，脱溶剂后粗产物减压蒸馏，收集116℃～120℃/3.5KPa馏分125g，含量93％，反应得率为74.5％。
实施例4：4-甲基辛烯酸的合成
于带有温度计、搅拌和短分馏柱的250mL烧瓶中，加入上述粗产物100g，活性硫酸钙2g，170℃加热蒸馏反应5小时，得87g粗品，含量78％的4-甲基辛烯酸混合物。
实施例5：4-甲基辛烯酸的合成
于带有温度计、搅拌和短分馏柱的250mL烧瓶中，加入上述粗产物100g，70％硫酸3g，150℃加热、减压蒸馏反应5小时，得50g粗品，含量64％的4-甲基辛烯酸混合物。
实施例6：4-甲基辛烯酸的合成
于带有温度计、搅拌和短分馏柱的250mL烧瓶中，加入上述粗产物100g，对甲苯磺酸2g，200℃加热蒸馏反应5小时，得77g粗品，含量75％的4-甲基辛烯酸混合物。
实施例7：4-甲基辛酸的合成
于500mL高压釜中，加入78％粗品100g，5％钯碳催化剂0.5g，95％乙醇100mL，密封反应釜，0.5Mpa下80℃反应4小时，生成产物4-甲基辛酸，减压收集101℃～103℃/5mmHg的馏分60g，含量98％。
实施例8：4-甲基辛酸的合成
于500mL高压釜中，加入64％粗品100g，5％钯碳催化剂0.5g，95％乙醇100mL，密封反应釜，0.5Mpa下80℃反应4小时，生成产物4-甲基辛酸，减压收集101℃～103℃/5mmHg的馏分45g，含量97％。