[发明专利]一种异戊烯制备羧酸的方法

说明书

本发明提供了一种异戊烯制备羧酸的方法，包括：将异戊烯和水在催化剂的作用下在CO中进行氢羧化反应，得到羧酸，所述催化剂选自酸或酸、过渡金属钯配合物和有机膦配体的组合。在异戊烯制备羧酸的过程中，在酸催化条件下，得到异戊烯转化率90‑99％，产物2,2‑二甲基丁酸选择性为73‑95％；在酸/钯/有机膦配体催化条件下，异戊烯转化率32‑99％，产物3‑甲基戊酸选择性为25‑95％。该方法相比于现有报道的多步骤合成方法，可一步法获取所需高附加值化学品；分离和纯化步骤操作简单，且产品纯度高。

技术领域

本发明涉及异戊烯高效合成羧酸的技术领域，尤其涉及一种异戊烯制备羧酸的方法。

背景技术

羰基化反应是烯烃(或者卤代烃)与一氧化碳、不同亲核试剂反应合成醛、羧酸、酯、酰胺等高附加值化学品的反应。当水作为亲核试剂时，在过渡金属(或酸)催化剂作用下，生成羧酸的反应称为氢羧化反应。通过该反应生成的有机羧酸类化合物(直链羧酸或支链羧酸)可以广泛应用到医药中间体、食品工业或材料等的生产中，可作为合成橡胶、树脂和有机合成的中间体，亦可作为提高汽油辛烷值的掺合剂。

2,2-二甲基丁酸是重要的化工以及医药、农药中间体和润滑剂，其下游可制备2,2-二甲基丁酰氯、辛伐他汀和螺螨酯等重要化学品。3-甲基戊酸由于微带清香气息可用作食品添加剂，也是香料烟叶的特征香气成分；同时也广泛应用于药物合成的原料以及电子液晶方向。

在合成以上两种羧酸的过程中存在以下问题：1)传统的工艺收率不高，产品纯度由于夹杂萃取剂或溶剂亦难以提纯，纯度一般为96％，而实际的使用过程中需要的纯度为99％及以上；2)合成步骤繁琐，需要至少2步得到目标产物；3)多步反应中温度和时间的控制也存在问题，会对收率有重要影响；4)通过异戊烯羰基化策略一步法合成目标产物在现有文献和专利的报道极少。因此，如何改善现有技术路线一步法高效合成2,2-二甲基丁酸以及3-甲基戊酸显得尤为重要。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种异戊烯制备羧酸的方法，本申请提供的方法在酸性条件下，可高效合成2,2-二甲基丁酸，在酸性条件和过渡金属钯配合物的条件下，可高效合成3-甲基戊酸。

有鉴于此，本申请提供了一种异戊烯制备羧酸的方法，包括：

将异戊烯和水在催化剂的作用下在CO中进行氢羧化反应，得到羧酸，所述催化剂选自酸或酸、过渡金属钯配合物和有机膦配体的组合。

优选的，所述酸选自硫酸、磷酸、盐酸、氢氟酸、路易斯酸和固体酸中的一种或多种，所述酸为酸的水溶液，浓度为30～90wt％。

优选的，所述过渡金属钯配合物选自醋酸钯、二氯化钯、乙酰丙酮钯、二氯二乙腈钯、二氯二苯甲腈钯、钯/碳和四(三苯基膦)钯中的一种或多种，所述过渡金属钯配合物与所述异戊烯的摩尔比为1:50000～1:10。

优选的，所述有机膦配体选自如式(Ⅰ)所示和如式(Ⅱ)所示的有机膦配体中的一种或多种；

其中，R₁～R₂各自独立的选自烷基或芳基。

优选的，所述有机膦配体选自三正丁基膦、三正丁基亚磷酸酯、三苯基膦、三苯基氧膦、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽、1,4-双(二苯基膦)丁烷、1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦、双(2-二苯基磷苯基)醚中的一种或多种。

优选的，所述有机膦配体和所述过渡金属钯配合物的摩尔比为1:1～200:1。

优选的，所述反应还包括溶剂，所述溶剂选自正己烷、正戊烷、四氢呋喃和水中的一种或多种。

优选的，所述异戊烯为2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯的混合物。

优选的，所述反应的温度为25～250℃，时间为1～48h。