一种α,β-不饱和羰基化合物的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种α，β-不饱和羰基化合物的制造方法。
【背景技术】
[0002]α，β-不饱和羰基化合物作为香料和香料中间体或者作为医药、农药的中间原料 是一种非常有用的化合物。
[0003]α，β-不饱和羰基化合物的制造方法有各种各样的，由取代的烯丙醇的选择性氧 化反应是众所周知的一种。但文献报道的这种氧化反应都需要用到昂贵的金属氧化剂，成 本高，对环境污染大，选择性差。
[0004]酸化合物和卤化物的在金属催化下的Reformatsky反应是经典的合成α，β-不 饱和羰基化合物的制造方法。所用的金属催化剂一般为锌，成本比较低，对环境污染小。所 以本发明旨在发明一种低成本易操作对环境友好的制造方法。
[0005] Reformatsky反应（雷福尔马茨基反应）是酸或酮与α-卤代酸酯和锌在惰性溶 剂中作用，发生缩合得到β_羟基酸酯的反应。它首先由俄国化学家雷福尔马茨基发现。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是：提供一种新的制备α，β-不饱和羰基化合物的工艺方法。
[0007]实现本发明目的的技术方案是：一种α，β-不饱和羰基化合物的制造方法，具有 如下步骤：
[0008] (1)使碳原子在3-20的一级醇在氧化酶的作用下，进行氧化反应，选择性的将端 位的醇羟基氧化为醛基，得到醛基化合物；（2)醛基化合物在金属的催化下和卤化物进行 Reformatsky反应生成相应的α，β-不饱和羰基化合物；其中一级醇如通式（I):
[0009] RiCH^H(I)
[0010] R!为碳原子数 3-20,即碳原子数为 3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、 18、19、20的含有脂环构造的基团，或碳原子数6-20的即碳原子数为6、7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19、20的含有芳香环构造的基团或者含有杂环构造的基团；
[0011] 所述一级醇得到由通式（II)所表示的碳原子数4-20的醛基化合物，如通式
[11]：
[0012] R^HO(II)
[0013] 札为碳原子数 3-20 的即碳原子数为 3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、 18、19、20的含有脂环构造的基团，或碳原子数6-20的即碳原子数为6、7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19、20的含有芳香环构造的基团或者含有杂环构造的基团；
[0014] 所述步骤（2)得到由通式（IV)所表示的α，β-不饱和羰基化合物；
[0015]
[0016] 其中&为碳原子数3-20的含有脂环构造的基团，或碳原子数6-20的含有芳香环 构造的基团或者含有杂环构造的基团；R2为氢，或羧基，或酯基。
[0017] 本发明者们发现：通过氧化酶进行醇的氧化反应，能够以定量，高选择性的获得相 应的醛基化合物，后处理方便。
[0018]上述的α，β-不饱和羰基化合物的制造方法，所述氧化酶的使用量是所述一级 醇的0. 1-1. 0倍摩尔，优选0. 5~0. 8倍，此时，氧化酶能更高选择性的生成相应的醛。
[0019]上述的α，β-不饱和羰基化合物的制造方法，步骤⑵中卤化物如通式（III)
[0020]
[0021] R2为氢，或羧基，或酯基；
[0022] X为溴或氯或碘。
[0023]上述的α，β-不饱和羰基化合物的制造方法，所述卤化物的使用量是所醛基化 合物的〇. 1-10倍摩尔，优选1~5倍。
[0024]上述的α，β-不饱和羰基化合物的制造方法，步骤（2)所述金属是锌或铜或铁。
[0025] 上述的α，β_不饱和羰基化合物的制造方法，所述金属的使用量是卤化物的 0. 5-10倍摩尔。
[0026] 本发明的a，β_不饱和羰基化合物的制造方法的特征为，用碳原子数为4-20 的端位酸基化合物，在金属的催化下可以跟卤化物发生Reformatsky反应生成相应的 α，β-不饱和羰基化合物。
[0027] (1):碳原子数为4-20的醛化合物的合成
[0028]
[0029] &为碳原子数4-20的含有脂环构造的基团，碳原子数6-20的含有芳香环构造的 基团或者含有杂环构造的基团
[0030]将醇化合物溶解在毫升水中，升温至40°C，加入氧化酶，反应后，将反应液冷却，抽 干所有的溶剂，加入有机溶剂，所得溶液用饱和食盐水洗，有机相分离后，水相用有机溶剂 萃取两次。将有机相合并，干燥剂干燥，滤除干燥剂，蒸干溶剂，得到相应的醛基化合物。
[0031](2):碳原子数为4-20的α，β-不饱和羰基化合物的合成
[0032]
[0033] &为碳原子数4-20的含有脂环构造的基团，碳原子数6-20的含有芳香环构造的 基团或者含有杂环构造的基团[0034]R2为氢，或羧基，或酯基
[0035]X为溴，或氯，或碘
[0036] 分别将有机溶剂，金属粉末和稀酸溶液加入带有冷凝装置的反应器中室温搅拌后 再加入金属粉末，继续搅拌，然后分别加入卤化物和醛基化合物控制反应温度50°C，搅拌， 通过TLC跟踪检测反应，直到反应底物不再减少时停止反应，将反应液冷却，过滤除去金属 催化剂，蒸干溶剂。加入有机溶剂，所得溶液用饱和食盐水洗，有机相分离后，水相用有机溶 剂萃取两次将有机相合并，干燥剂干燥，滤除干燥剂，蒸干溶剂，的到相应的α，β-不饱和 羰基化合物。减压蒸馏可得相应的产物。
[0037] (3)在本发明中，作为碳原子数3-20的一级醇类化合物，可以使用碳原子数在 3-20的脂肪族以及/或者芳香族的有机一级醇化合物，优先使用碳原子数4-20,更优选使 用碳原子数6-20,更进一步优选使用碳原子数6-10的脂肪族以及或者芳香族的有机醇化 合物。作为这样的有机醇，比如可以列举：丁醇，戊醇，己醇，庚醇，辛醇，癸醇。
[0038] 在本发明中，氧化反应结束所用有机溶剂萃取，有机溶剂可以是乙酸乙酯，二氯甲 烧，乙醚，石油醚
[0039] 在本发明中，氧化反应结束所用干燥剂可以是硫酸镁，硫酸钠，氯化镁，氯化钙
[0040] 在本发明中，作为Reformatsky反应底物的卤化物，相应羰基化合物α位被卤素 取代的化合物，被取代的卤化物可以为氯，或溴，或碘。
[0041] 在本发明中，作为Reformatsky反应的催化剂金属，可以是铁，或锌，或铜。
[0042] 在本发明中，作为Reformatsky反应的溶剂可是四氢呋喃，或乙醚，或1，4-二氧六 环。
[0043] 在本发明中，氧化酶为醇脱氢酶，为从具有醇脱氢酶活性的蛋白中提取表达所得， 可以为市售醇脱氢酶。
[0044]本发明具有积极的效果：本发明提供了一种制造α，β-不饱和羰基化合物的新 的工艺方法，成本低，环境污染小；此外，通过氧化酶进行醇的氧化反应，能够以定量，高选 择性的获得相应的醛基化合物，后处理方便。
【具体实施方式】
[0045](实施例1)
[0046] 将丁醇化合物（lmmol)溶解在20毫升水中，升温至40°C，加入氧化酶（0.lmmol)， 反应1. 5小时后,将反应液冷却，抽干所有的溶剂,加入有机溶剂50毫升，所得溶液用饱和 食盐水洗3次，有机相分离后，水相用有机溶剂萃取两次（50mL)。将有机相合并，干燥剂干 燥，滤除干燥剂，蒸干溶剂，的到相应的醛基化合物丁醛（收率100%，GC纯度99% )。
[0047] 分别将50mL有机溶剂，lOmmol金属铁粉末和10mLlmol/L稀酸溶液加入带有冷 凝装置的250mL三颈烧瓶中室温搅拌0. 5h后加入lOmmol金属锌粉末，继续搅拌0. 5h，然 后分别加入3mmola氯乙醛和lmmol丁醛，控制反应温度50°C，搅拌，通过TLC跟踪检测反 应，直到反应底物不再减少时停止反应，将反应液冷却，过滤除去金属催化剂，蒸干溶剂。加 入乙酸乙酯50毫升，所得溶液用饱和食盐水洗3次，有机相分离后，水相用乙酸乙酯萃取两 次（50mL)。将有机