一種製備2e，4e－3，7，11－三甲基－2，4，10－十二碳三烯酸的方法

2023-08-04 23:03:56 2

專利名稱：一種製備2e，4e－3，7，11－三甲基－2，4，10－十二碳三烯酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法。
背景技術：
3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸是製備昆蟲生長調節劑-烯蟲酯及其衍生物的中間體，目前以3-羥基-3，7，11-三甲基-4，10-十二碳二烯酸酯為原料經常規有機酸脫水後鹼水解得到產物是3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的四種雙鍵異構體混合物，其中的目標產物2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸在產物中的比例僅為25％左右，脫水反應時發生雙鍵異構化，生成反式雙鍵的選擇性差。

發明內容
本發明的目的是提供一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法，此方法克服了常規方法的上述問題，應用此方法可以製備出高產率的2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸。
本發明的目的是通過下述方式實現的本發明所使用的催化劑為苯硫酚或苯硫酚與2，2′-偶氮二異丁腈混合物。
所述反應溫度為60-120℃時反應催化效果較佳。所述催化劑為苯硫酚與2，2′-偶氮二異丁腈混合物時，反應溫度優選60～90℃。所述催化劑為苯硫酚時，反應溫度為優選為90～120℃。
反應過程若在通氮氣情況下進行催化反應時，可以取得較好地反應收率。
本發明的方法將3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸和催化劑在60-120℃中通氮氣進行反應。
所述3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸為其各種順反異構體的混合物。如2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸，2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，11-十二碳三烯酸，2E，4Z-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸，2Z，4Z-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸。
在本發明中所用3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸可以通過以下步驟製備以95％香茅醛為原料，在常規鹼性條件與丙酮進行羥醛縮合反應得到E-6，10-二甲基-十一碳-3，9-二烯-2-酮；將得到的酮為原料，與相應的溴乙酸異丙酯進行Reformaskii反應得到3-羥基-3，7，11-三甲基-4，10-十二碳二烯酸異丙酯；再通過對甲苯磺酸常規脫水法得到3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸異丙酯，常規矽膠柱層析分離得到2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸異丙酯和2E，4E-3，7，1 1-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸異丙酯；最後將得到的酯進行常規鹼水解得到3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸。
用以上方法或者用其它方法製備的3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸均可用於本發明。
根據本發明的方法，發明人優選將3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸和催化劑在60～120℃中通氮氣進行反應。所述催化劑是單獨的苯硫酚或者是苯硫酚和2，2′-偶氮二異丁腈的混合物。
苯硫酚起到一種烯烴雙鍵順反異構化的催化作用。苯硫酚在加熱的條件下產生苯硫自由基，苯硫自由基使烯烴的雙鍵僅發生順反異構化反應，而不會產生聚合、分解或雙鍵位置異構的副反應，因此，在苯硫酚催化異構反應中，不需要任何溶劑，沒有聚合產物或其它的分解產物生成，苯硫酚是一種烯烴雙鍵順反構型轉化的優良催化劑。催化反應溫度較好的是90～120℃，而更好95～105℃。在該溫度下，苯硫酚在反應混合物中較好的使用量是佔原料重量的0.1～4％，而更好的是0.5～1％。
2，2′-偶氮二異丁腈在含苯硫酚的催化劑混合物中起到一種輔助催化作用，可使苯硫酚在溫度稍低的條件下產生苯硫自由基，從而使烯烴雙鍵發生順反構型轉化反應，不是烯烴雙鍵順反構型轉化的必需催化劑。該催化劑混合物催化反應溫度較好的是60～90℃，而更好的是75～85℃。在該溫度下，苯硫酚在反應混合物中較好的使用量是佔原料重量的0.1～4％，而更好的是0.5～1％。2，2′-偶氮二異丁腈在反應混合物中較好的使用量是佔原料重量的0.1～2％，而更好的是0.5～1％。
為使烯烴雙鍵構型轉化反應時原料與催化劑進行充分接觸，避免副產物的產生，催化反應是在氮氣的氣氛中進行攪拌反應。
催化反應是在通氮氣的環境壓力下進行0.5～4小時，更好的是進行1～2小時。完成催化反應後，將反應混合物加入高沸點的溶劑，如正丁醇，減壓蒸餾帶出苯硫酚。得到的產物可通過常規化學法分離得到2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸，其處理過程如下將構型轉化後的產物溶到一定量的正己烷中，通入乾燥的氨氣析出銨鹽沉澱，過濾，烯硫酸調節銨鹽水溶液的pH到酸性，正己烷萃取，脫溶，得到2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸。


圖1為產物標準品2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的GC-MS圖。
圖2為原料2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的GC-MS圖。
圖3為原料3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸混合異構體的GC圖。
圖4為實施例1得到的催化後產物的GC圖。
圖5為實施例2得到的催化後產物的GC圖。
圖6為實施例3得到的催化後產物的GC圖。
圖7為實施例4得到的催化後產物的GC圖。
圖8為實施例5得到的催化後產物的GC圖。
圖9為實施例6得到的催化後產物的GC圖。
具體實施例方式
通過下面給出的本發明的具體實施例可以進一步清楚地了解本發明。但它們不是對本發明的限定。
參考例1標準品2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的製備將0.15克2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸異丙酯加入到150ml圓底燒瓶中，再加入1ml乙醇，1ml20％氫氧化鈉水溶液，裝上冷凝管，水浴加熱到60℃，攪拌反應8小時，減壓蒸出乙醇，反應液加3ml環己烷後水洗三次，合併水洗液，加3mol/L的硫酸酸化，以環己烷萃取三次，合併萃取液，依次用飽和碳酸氫鈉水溶液和食鹽水洗滌兩次，無水硫酸鈉乾燥，蒸除溶劑，經產物的這些分離提純步驟後，得到樣品0.12克，產率為94.2％。質譜分析和氫譜數據表明該化合物為2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸，其GC-MS結果見圖1。
EI-MSm/z 236(M+)，221，193，175，137，123，109，93，81，69，55。
1H-NMR(CDCl3)δ，ppm0.89(d，3H，J＝6.8Hz，CH3)，1.60，1.69(s，6H，2CH3)，2.23(s，3H，CH3)，5.09(t，1H，J＝7.6Hz，10-H)，5.72(s，1H，2E-H)，6.11(d，1H，J＝15.6Hz，4-H)，6.16(m，1H，5-H)。
參考例2原料2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的製備與上述產物2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的製備相似，將0.15克2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸異丙酯替換為0.1克2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸異丙酯，得到樣品0.08克，產率94.1％。質譜分析和氫譜數據表明該化合物為2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸，其GC-MS結果見圖2。
EI-MSm/z 236(M+)，221，193，175，137，123，109，93，81，69，55。
1H-NMR(CDCl3)δ，ppm0.90(d，3H，J＝6.4Hz，CH3)，1.61，1.69(s，6H，2CH3)，2.28(s，3H，CH3)，5.09(t，1H，J＝7.6Hz，10-H)，5.63(s，1H，2Z-H)，6.14(m，1H，5-H)，7.53(d，1H，J＝15.6Hz，4-H)。
參考例3原料3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸混合異構體的製備與上述產物2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的製備相似，將10克3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸異丙酯混合異構體樣品，加入20ml乙醇，10ml20％氫氧化鈉水溶液，加50ml環己烷後水洗三次，得到樣品8.1克，產率90.4％。其GC結果見圖3，其中2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸為26.3％，2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸為66.8％。
實施例1將0.1克2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸加入1毫克苯硫酚，在氮氣中加熱到100℃，攪拌反應1小時。得到0.1克樣品，其GC-MS結果見圖4；其中2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為62.5％，2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為30.2％。
實施例2與實施例1相似，將1毫克苯硫酚替換為1毫克苯硫酚與0.5毫克2，2′-偶氮二異丁腈的混合物，在氮氣中加熱到85℃，攪拌反應2小時。得到0.1克樣品，其GC-MS結果見圖5，其中2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為61.7％，2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為31.4％。
實施例3與實施例1相似，將1毫克苯硫酚替換為1毫克苯硫酚與0.5毫克2，2′-偶氮二異丁腈的混合物，在氮氣中加熱到65℃，攪拌反應2小時。得到0.1克樣品，其GC-MS結果見圖6，其中2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為50.1％，2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為42.5％。
上述實施例1-3的實驗結果與參考例2相比，2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸原料在催化劑苯硫酚的催化作用下，烯烴雙鍵進行順反異構轉化，得到含2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸50.1-62.5％的雙鍵異構體混合物。
實施例4向2克3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸混合異構體混合物中加入0.02克苯硫酚，在氮氣中加熱到100℃，攪拌反應1小時，然後減壓蒸出苯硫酚。得到2克樣品，其GC結果見圖7，其中2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為62.7％，2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為31.0％。
實施例5與實施例4相似，將0.02克苯硫酚替換為0.02克苯硫酚與0.01克2，2′-偶氮二異丁腈的混合物，在氮氣中加熱到85℃，攪拌反應2小時。得到2克樣品，其GC-MS結果見圖8，其中2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為63.2％，2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為29.3％。
實施例6與實施例4相似，將0.02克苯硫酚替換為0.02克苯硫酚與0.01克2，2′-偶氮二異丁腈的混合物，在氮氣中加熱到70℃，攪拌反應2小時。得到2克樣品，其GC-MS結果見圖9，其中2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為54.6％，2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸含量為37.4％。
上述實施例4-6的實驗結果與參考例3相比，含2E，4E-3，7，10-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸26.3％的3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸混合異構體原料在催化劑苯硫酚的催化作用下，烯烴雙鍵進行順反異構轉化，得到含2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸54.6-63.2％的雙鍵混合異構體。
綜上所述，在採用本發明催化劑，沒有如常規的分離提純得到參考例1的2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸異丙酯的步驟的情況下，本發明的反應效率，產物的產率得到大大地提高，產率可接近64％，而按原有的β-羥基酯的酸脫水工藝反應產率都只能達到25％左右，因而對於需得到本發明的產物而言，是一個很大的進步。
權利要求
1.一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法，其特徵在於所使用的催化劑為苯硫酚或苯硫酚與2，2′-偶氮二異丁腈混合物。
2.權利要求1所述的一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法，其特徵在於反應溫度為60-120℃。
3.根據權利要求1所述的一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法，其特徵在於所述催化劑為苯硫酚與2，2′-偶氮二異丁腈混合物，反應溫度為60～90℃。
4.根據權利要求1所述的一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法，其特徵在於所述催化劑為苯硫酚，反應溫度為90～120℃。
5.根據權利要求1所述的一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法，其特徵在於反應所使用的原料為3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸。
6.根據權利要求1-5所述的任一項一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法，其特徵在於通氮氣進行反應。
7.根據權利要求5所述的一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法，其特徵在於所述3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸為其各種順反異構體的混合物。
8.根據權利要求5所述的一種製備2E，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸的方法，其特徵在於反應原料為2Z，4E-3，7，11-三甲基-2，4，10-十二碳三烯酸。
全文摘要
本發明公開了一種3，7，11－三甲基－2，4，10－十二碳三烯酸製備2E，4E－3，7，11－三甲基－2，4，10－十二碳三烯酸的方法。此方法包括使用3，7，11－三甲基－2，4，10－十二碳三烯酸和一種催化劑的混合物在60～120℃中通氮氣進行攪拌反應。該催化劑為苯硫酚或苯硫酚與2，2′－偶氮二異丁腈的混合物。
文檔編號C07C27/02GK1995004SQ200610032388
公開日2007年7月11日 申請日期2006年10月11日 優先權日2006年10月11日
發明者周容, 劉建福, 蘇利霞, 楊華武, 銀董紅 申請人:長沙捲菸廠