CN102070439A - (±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法，以(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸为原料，依次包括以下步骤：在反应器中加入低级脂肪醇、作为原料的(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸、Lindlar催化剂和缚酸剂，向反应器中加氢气至压力为0.1MPa~1.0MPa进行反应，所得的反应产物进行真空抽滤，所得的滤液减压旋转蒸发后，得蒸馏剩余物；蒸馏剩余物经相应后处理，得(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸。采用本发明方法制备(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸具有工艺简洁、操作简便、收率高、成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机化合物的合成方法，特别是(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸（(±)-2,2-dimethyl-3-vinylcyclopropanecarboxylic acid）的合成方法。
背景技术
(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸，其分子式为C8H12O2，其结构式如S-1所示，纯品为白色或淡黄色固体，熔点39~43℃。该化合物是菊酸以及天然菊素合成中的关键中间体。
S-1 。
根据文献（P. R. Ortiz de Montellano and S. E. Dinizo, The Journal of Organic Chemistry 1978, 43, 4323-4328.）报道，(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的传统合成方法是以(±)-2,2-二甲基-3-甲酰基环丙烷羧酸甲酯（俗名(±)-蒈醛酸甲酯）为原料，与甲基三苯基溴化鏻经Wittig反应制得，再经皂化和酸化得到所需的羧酸，总收率58%，如S-3所示。
S-2 。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简洁、操作简便、收率高、成本低的(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法：以(±) -2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸为原料，依次包括以下步骤：
1）、在反应器中加入低级脂肪醇和作为原料的(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸，待原料溶解后，加入Lindlar催化剂和缚酸剂； Lindlar催化剂与原料的摩尔比为1%~10%，缚酸剂与原料的摩尔比为1.1~1.3：1；
2）、向反应器中加氢气至压力为0.1MPa~1.0MPa，于20℃~50℃的反应温度下反应为2 h~14 h；
3）、将步骤2）所得的反应产物进行真空抽滤，所得的滤液减压旋转蒸发后，得蒸馏剩余物；
4）、蒸馏剩余物溶于甲苯后用水洗涤，分液；有机层用无水硫酸钠干燥后，减压旋转蒸发除去溶剂甲苯，所得淡黄色粘稠液体在室温下静置后固化，得(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸。
作为本发明的(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法的改进：缚酸剂为三乙胺、碳酸钠或碳酸钾。
作为本发明的(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法的进一步改进：低级脂肪醇为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇；低级脂肪醇与原料的体积/重量比为：5 mL/g ~10mL/g。
作为本发明的(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法的进一步改进：乙醇为质量分数≥95%的工业乙醇或无水乙醇。
在本发明中，步骤2）加氢反应所得反应产物为混合物，该混合物中含有产物（即(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸）、催化剂和副产物盐类；混合物进行真空抽滤后所得滤渣为催化剂和盐类，催化剂可洗去盐后再用；所得滤液减压旋转蒸发除去溶剂，溶剂可回收再用。
本发明以(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸为原料，在醇溶液中，以5%Pd/BaSO4（即商品化的Lindlar催化剂，中文名：林德拉催化剂）为催化剂，加入碱性物质为缚酸剂，进行加氢脱氯反应。所得产物溶液经过滤后蒸馏除去溶剂，得到目标产物(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸。
本发明制备(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的反应方程式如下：
本发明的(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法，具有如下优点：
1、直接以(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸而不是甲酯或乙酯为原料，该化合物的制备已有相关的文献报道（例如JP 52014748，JP 52122345，DE 2925570），可省去酯水解的反应，简化了反应；
2、相比于蒈醛酸与磷叶立德的Wittig反应，原料价格更便宜，反应条件更温和，反应副产物少，原子经济性更高；
3、在Lindlar催化剂作用下，加氢与脱氯反应一步完成，在常压及低压下即可完成反应，工艺简洁，副反应少，清洁安全；
4、原料易得。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的质谱图。
具体实施方式
实施例1、一种(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法，以(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸为原料，依次进行以下步骤：
在250 mL高压釜中加入质量分数为95%的工业乙醇100 mL，加入原料(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸17.3 g（100.0 mmol），待原料溶解后，再加入缚酸剂三乙胺12.1 g（120.0 mmol）和Lindlar催化剂（5%Pd/BaSO4）10.7 g（5.0 mmol Pd）。高压釜用氮气检漏，用氢气置换釜内空气三次，充入氢气，釜内压力0.1 MPa，开启机械搅拌，加热至50℃反应，取样GC监测反应，每次取样后充氢气至0.1 MPa，12 h后，原料基本转化完毕。所得反应混合物倒出，真空抽滤，滤液采用减压旋转蒸发（15 mmHg，40℃）移除溶剂乙醇，溶剂可回收再用。所得蒸馏残余物溶于100 mL甲苯中，用水洗涤（50 mL×3），分出有机层（位于上层）用3 g无水硫酸钠干燥，旋转蒸发（15 mmHg，60℃）移除溶剂甲苯，所得淡黄色粘稠液体在室温下静置后固化，得到固体12.27 g（收率87.5%）。
实施例2、一种(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法，以(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸为原料，依次进行以下步骤：
在250 mL高压釜中加入质量分数为95%的工业乙醇100 mL，加入原料(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸17.3 g（100.0 mmol），待原料溶解后，再加入缚酸剂碳酸钠12.7 g（120.0 mmol），Lindlar催化剂（5%Pd/BaSO4）10.7 g（5.0 mmol Pd）。高压釜用氮气检漏，用氢气置换釜内空气三次，充入氢气，釜内压力1.0 MPa，开启机械搅拌，加热至50℃反应，取样GC监测反应，每次取样后充氢气至1.0 MPa，3 h后，原料基本转化完毕。所得反应混合物倒出，真空抽滤，滤液采用减压旋转蒸发（15 mmHg，40℃）移除溶剂乙醇，溶剂可回收再用。所得蒸馏残余物溶于100 mL甲苯中，用水洗涤（50 mL×3），分出有机层用3 g无水硫酸钠干燥，旋转蒸发（15 mmHg，60℃）移除溶剂甲苯，所得淡黄色粘稠液体在室温下静置后固化，得到固体12.8 g（收率91.3 %）。
实施例3~10与实施例2的底物（(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸）用量和操作步骤相同，但采用不同的溶剂、催化剂用量、缚酸剂类型、反应压力、反应温度和反应时间，因此将实施例3~10的各反应条件及结果列为表1，以便对比：
表1
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (4)
1.(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法，其特征在于：以(±) -2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸为原料，依次包括以下步骤：
1）、在反应器中加入低级脂肪醇和作为原料的(±)-2,2-二甲基-3-氯乙炔基环丙烷羧酸，待原料溶解后，加入Lindlar催化剂和缚酸剂； Lindlar催化剂与原料的摩尔比为1%~10%，缚酸剂与原料的摩尔比为1.1~1.3：1；
2）、向反应器中加氢气至压力为0.1MPa~1.0MPa，于20℃~50℃的反应温度下反应为2 h~14 h；
3）、将步骤2）所得的反应产物进行真空抽滤，所得的滤液减压旋转蒸发后，得蒸馏剩余物；
4）、蒸馏剩余物溶于甲苯后用水洗涤，分液；有机层用无水硫酸钠干燥后，减压旋转蒸发除去溶剂甲苯，所得淡黄色粘稠液体在室温下静置后固化，得(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸。
2. 根据权利要求1所述的(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法，其特征在于：所述缚酸剂为三乙胺、碳酸钠或碳酸钾。
3. 根据权利要求2所述的(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法，其特征在于：所述低级脂肪醇为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇；所述低级脂肪醇与原料的体积/重量比为：5 mL/g ~10mL/g。
4. 根据权利要求3所述的(±)-2,2-二甲基-3-乙烯基环丙烷羧酸的制备方法，其特征在于：所述乙醇为质量分数≥95%的工业乙醇或无水乙醇。
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| CN86102323A (zh) * | 1985-04-18 | 1986-12-03 | 拜尔公司 | 制备乙烯基环丙烷羧酸脂的方法 |
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