一種α,β-不飽和羰基化合物的制造方法技術

本發明專利技術涉及一種α,β-不飽和羰基化合物的制造方法，具有如下步驟：(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，本發明專利技術制造方法成本低，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。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種α,β-不飽和羰基化合物的制造方法。
技術介紹
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。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。醛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。所以本專利技術旨在專利技術一種低成本易操作對環境友好的制造方法。Reformatsky反應(雷福爾馬茨基反應)是醛或酮與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。
技術實現思路
本專利技術的目的是：提供一種新的制備α,β-不飽和羰基化合物的工藝方法。實現本專利技術目的的技術方案是：一種α,β-不飽和羰基化合物的制造方法，具有如下步驟：(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)：R1CH2OH(I)R1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；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(II)：R1CHO(II)R1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；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；其中R1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。本專利技術者們發現：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。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。上述的α,β-不飽和羰基化合物的制造方法，步驟(2)中鹵化物如通式(III)R2為氫，或羧基，或酯基；X為溴或氯或碘。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0.1-10倍摩爾，優選1～5倍。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。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。本專利技術的α,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的端位醛基化合物，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。(1)：碳原子數為4-20的醛化合物的合成R1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將醇化合物溶解在毫升水中，升溫至40℃，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。(2)：碳原子數為4-20的α,β-不飽和羰基化合物的合成R1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R2為氫，或羧基，或酯基X為溴，或氯，或碘分別將有機溶劑，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℃，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。(3)在本專利技術中，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。在本專利技術中，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，二氯甲烷，乙醚，石油醚在本專利技術中，氧化反應結束所用干燥劑可以是硫酸鎂，硫酸鈉，氯化鎂，氯化鈣在本專利技術中，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。在本專利技術中，作為Reformatsky反應的催化劑金屬，可以是鐵，或鋅，或銅。在本專利技術中，作為Reformatsky反應的溶劑可是四氫呋喃，或乙醚，或1，4-二氧六環。在本專利技術中，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。本專利技術具有積極的效果：本專利技術提供了一種制造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(實施例1)將丁醇化合物(1mmol)溶解在20毫升水中，升溫至40℃，加入氧化酶(0.1mmol)，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本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種α,β?不飽和羰基化合物的制造方法，其特征在于具有如下步驟：(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)：R1CH2OH???(I)R1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；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(II)：R1CHO???(II)R1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；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；其中R1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。

【技術特征摘要】
1.一種α,β-不飽和羰基化合物的制造方法，其特征在于具有如下步驟：(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)：
R1CH2OH(I)
R1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；
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(II)：
R1CHO(II)
R1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；
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；
其中R1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；

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏東初，李兵，
申請(專利權)人：蘇州亞培克生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32