一種α,β-不飽和羰基化合物的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種α，β-不飽和羰基化合物的制造方法。
【背景技術】
[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藥、農藥的中間原料 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 化反應是眾所周知的一種。但文獻報道的這種氧化反應都需要用到昂貴的金屬氧化劑，成 本高，對環境污染大，選擇性差。
[0004]酸化合物和鹵化物的在金屬催化下的Reformatsky反應是經典的合成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，對環境污染小。所 以本發明旨在發明一種低成本易操作對環境友好的制造方法。
[0005] Reformatsky反應（雷福爾馬茨基反應）是酸或酮與α-鹵代酸酯和鋅在惰性溶 劑中作用，發生縮合得到β_羥基酸酯的反應。它首先由俄國化學家雷福爾馬茨基發現。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是：提供一種新的制備α，β-不飽和羰基化合物的工藝方法。
[0007]實現本發明目的的技術方案是：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的一級醇在氧化酶的作用下，進行氧化反應，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行 Reformatsky反應生成相應的α，β-不飽和羰基化合物；其中一級醇如通式（I):
[0009] RiCH^H(I)
[0010] R!為碳原子數 3-20,即碳原子數為 3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、 18、19、20的含有脂環構造的基團，或碳原子數6-20的即碳原子數為6、7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19、20的含有芳香環構造的基團或者含有雜環構造的基團；
[0011] 所述一級醇得到由通式（II)所表示的碳原子數4-20的醛基化合物，如通式
[11]：
[0012] R^HO(II)
[0013] 札為碳原子數 3-20 的即碳原子數為 3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、 18、19、20的含有脂環構造的基團，或碳原子數6-20的即碳原子數為6、7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19、20的含有芳香環構造的基團或者含有雜環構造的基團；
[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3-20的含有脂環構造的基團，或碳原子數6-20的含有芳香環 構造的基團或者含有雜環構造的基團；R2為氫，或羧基，或酯基。
[0017] 本發明者們發現：通過氧化酶進行醇的氧化反應，能夠以定量，高選擇性的獲得相 應的醛基化合物，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 醇的0. 1-1. 0倍摩爾，優選0. 5~0. 8倍，此時，氧化酶能更高選擇性的生成相應的醛。
[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生Reformatsky反應生成相應的 α，β-不飽和羰基化合物。
[0027] (1):碳原子數為4-20的醛化合物的合成
[0028]
[0029] &為碳原子數4-20的含有脂環構造的基團，碳原子數6-20的含有芳香環構造的 基團或者含有雜環構造的基團
[0030]將醇化合物溶解在毫升水中，升溫至40°C，加入氧化酶，反應后，將反應液冷卻，抽 干所有的溶劑，加入有機溶劑，所得溶液用飽和食鹽水洗，有機相分離后，水相用有機溶劑 萃取兩次。將有機相合并，干燥劑干燥，濾除干燥劑，蒸干溶劑，得到相應的醛基化合物。
[0031](2):碳原子數為4-20的α，β-不飽和羰基化合物的合成
[0032]
[0033] &為碳原子數4-20的含有脂環構造的基團，碳原子數6-20的含有芳香環構造的 基團或者含有雜環構造的基團[0034]R2為氫，或羧基，或酯基
[0035]X為溴，或氯，或碘
[0036] 分別將有機溶劑，金屬粉末和稀酸溶液加入帶有冷凝裝置的反應器中室溫攪拌后 再加入金屬粉末，繼續攪拌，然后分別加入鹵化物和醛基化合物控制反應溫度50°C，攪拌， 通過TLC跟蹤檢測反應，直到反應底物不再減少時停止反應，將反應液冷卻，過濾除去金屬 催化劑，蒸干溶劑。加入有機溶劑，所得溶液用飽和食鹽水洗，有機相分離后，水相用有機溶 劑萃取兩次將有機相合并，干燥劑干燥，濾除干燥劑，蒸干溶劑，的到相應的α，β-不飽和 羰基化合物。減壓蒸餾可得相應的產物。
[0037] (3)在本發明中，作為碳原子數3-20的一級醇類化合物，可以使用碳原子數在 3-20的脂肪族以及/或者芳香族的有機一級醇化合物，優先使用碳原子數4-20,更優選使 用碳原子數6-20,更進一步優選使用碳原子數6-10的脂肪族以及或者芳香族的有機醇化 合物。作為這樣的有機醇，比如可以列舉：丁醇，戊醇，己醇，庚醇，辛醇，癸醇。
[0038] 在本發明中，氧化反應結束所用有機溶劑萃取，有機溶劑可以是乙酸乙酯，二氯甲 燒，乙醚，石油醚
[0039] 在本發明中，氧化反應結束所用干燥劑可以是硫酸鎂，硫酸鈉，氯化鎂，氯化鈣
[0040] 在本發明中，作為Reformatsky反應底物的鹵化物，相應羰基化合物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] 在本發明中，作為Reformatsky反應的催化劑金屬，可以是鐵，或鋅，或銅。
[0042] 在本發明中，作為Reformatsky反應的溶劑可是四氫呋喃，或乙醚，或1，4-二氧六 環。
[0043] 在本發明中，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所得， 可以為市售醇脫氫酶。
[0044]本發明具有積極的效果：本發明提供了一種制造α，β-不飽和羰基化合物的新 的工藝方法，成本低，環境污染小；此外，通過氧化酶進行醇的氧化反應，能夠以定量，高選 擇性的獲得相應的醛基化合物，后處理方便。
【具體實施方式】
[0045](實施例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1. 5小時后,將反應液冷卻，抽干所有的溶劑,加入有機溶劑50毫升，所得溶液用飽和 食鹽水洗3次，有機相分離后，水相用有機溶劑萃取兩次（50mL)。將有機相合并，干燥劑干 燥，濾除干燥劑，蒸干溶劑，的到相應的醛基化合物丁醛（收率100%，GC純度99% )。
[0047] 分別將50mL有機溶劑，lOmmol金屬鐵粉末和10mLlmol/L稀酸溶液加入帶有冷 凝裝置的250mL三頸燒瓶中室溫攪拌0. 5h后加入lOmmol金屬鋅粉末，繼續攪拌0. 5h，然 后分別加入3mmola氯乙醛和lmmol丁醛，控制反應溫度50°C，攪拌，通過TLC跟蹤檢測反 應，直到反應底物不再減少時停止反應，將反應液冷卻，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，有機相分離后，水相用乙酸乙酯萃取兩 次（50mL)。將有機