[发明专利]一种4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化学领域，涉及一种4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛的制备方法。

背景技术

4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛又称五碳醛(C5)或γ-乙酰氧基惕各醛，是重要的医药中间体。五碳醛具有异戊烯结构，一端是酯基，另一端是醛基，酯基可转化成多种官能团，更重要的是可以制备成磷酸酯化合物，通过wittig反应实现与另一五碳醛（如十五碳膦酸酯）的醛基对接，合成多聚异戊二烯链，是合成维生素A乙酸酯和各种类胡萝卜素的重要中间体。

合成4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛的路线较多，其中主要以异戊二烯为原料的合成路线最具备经济前景（《4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛合成新工艺》，杨泽慧，阎海英，奚力，陈新志），从异戊二烯为原料，制备得到氯酯后，再制备4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛。由异戊二烯为原料制备氯酯，常用方法为次氯酸和异戊二烯加成，但收率不高，现有一种方法是采用次氯酸叔丁酯在乙酸中和异戊二烯进行加成（William Oroshnik, Robert A. Mallory, The Reaction of Isoprene with t-Butyl Hypochlorite in Hydroxylic Solvents, 1950），由于解决了溶解度的问题，所以收率大大提高。

现有技术中由氯酯制备4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛的方法主要有以下几种：

（1）DMSO氧化（kornblum反应）

该方法得到的4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛经过在实验室多次试验，发现产率普遍较低，收率为40～50%，需要除去甲硫醚，重复性差，而且该方法所使用的试剂DMSO毒性较大，后处理过程中产生大量的废水，不利于环保。《4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛合成新工艺》中对该反应进行了改进，能够得到97%的收率，可是经过文献调查，有专利指出该改进方法的收率难以达到，而通过重复试验，证实确实很难达到，而且操作复杂，增加生产成本；产生甲硫醚，对空气污染较大，且不可避免产生大量废水；没有回收催化剂TEMPO，成本昂贵（见CN200710029071.4反式-4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛的制备方法）。

（2）乌洛托品氧化（Sommelt反应）

该方法适用于苄卤类化合物氧化成醛，产率为60～70%，对于脂肪卤代烃类化合物，得率较低，一般只有20%左右。所以，该方法对于合成4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛收率不高，因为合成4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛的原料1-乙酰氧基-4-氯-3-甲基-2-丁烯是属于烯丙基卤类化合物，其产率难以突破70%，而且废水量也较大，不利于环保。所以该方法还有不足的地方。

由氯酯制备4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛的方法中，还有些会用到溶剂DMF和催化剂TEMPO，但溶剂DMF难以回收，最后会以污水的形式排放到环境当中，昂贵的催化剂TEMPO也没有回收。如今在这个建设资源节约型、环境友好型的社会，产物高回收率的同时，又能减少对环境的污染排放，节约成本的有机合成路线才符合国家和社会需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛的制备方法。

本发明所采取的技术方案为：

一种4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛的制备方法，包括以下步骤：

1)      在铵盐类化合物催化作用下，氯酯与甲酸盐在有机溶剂中进行甲酯化反应，得双酯； 

2)      于室温下，用烷基羧酸盐催化双酯与甲醇进行酯交换反应，得醇酯；

3)      于氧气氛围下，溶于极性非质子溶剂的醇酯在四甲基哌啶氧化物和氯化亚铜催化下进行氧化反应，得4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛；

所述氯酯为1-乙酰氧基-4-氯-3-甲基-2-丁烯，双酯为4-乙酰氧基-2-甲基-丁烯-1-醇甲酸酯，醇酯为4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯-1-醇。

优选的，该制备方法，包括以下步骤：

1)  将氯酯溶于丙酮或乙腈中，加入甲酸钾、铵盐类化合物，升温至回流反应7～12h，冷却至室温后，过滤，蒸馏回收溶剂，加入乙酸乙酯，水洗，浓缩，得到双酯；

2)  向双酯中依次加入甲醇、烷基羧酸盐，于室温下反应2～3h，减压蒸馏回收甲醇，加入乙酸乙酯溶解，滤去催化剂，浓缩，得醇酯；