一种一锅法制备4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法与流程

本发明涉及一种高效合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，具体地说，是一种一锅法制备4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法。

背景技术：

1、阿朴酯是一种高效的类胡萝卜素添加剂，天然存在于玉米和蛋黄中，也可作为阿朴胡萝卜素醛的代谢产物来源于绿色蔬菜、柑橘、胡萝卜、青草、紫花苜蓿等植物。由于其着色效率明显高于万寿菊提取的叶黄素，且不需要像种植万寿菊一样耗费大量的土地和人力，因而具有较好的应用前景。

2、阿朴酯为c30化合物，其工业化生产中主要采用c15膦盐、c10烯醛和c5膦酸酯进行反应得到，由于前两种中间体与β-胡萝卜素所需中间体相同，因此可由β-胡萝卜素装置提供，那么，对于c5膦酸酯的合成则至关重要。在目前报道的多种合成c5膦酸酯的方法中，均会涉及中间体4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的合成。

3、专利us4596889中使用甲基乙烯基酮为原料，先氰基化后醇解成酯，溴代得到4-溴-2-甲基-2-丁烯酸酯。但溴代反应采用三溴化磷，有大量的含磷废水排放造成环境污染严重，且总收率不高。

4、专利us3760004报道了1,1-二甲氧基-2-甲基-2-羟基-3-丁烯法合成c5膦酸酯，其中使用的dmf与甲苯的混和溶剂不利回收，氯代时采用氯化亚砜，反应时有大量强腐蚀性废气排放，氯醛氧化反应有大量强氧化性废水排放，虽然原料便宜，但总收率比甲基乙烯基酮法还低。

5、此外，浙江医药公司(cn102863367a)报道了以合成维生素a的关键原料五碳醛为起始原料，通过氧化、酯化、氯代反应得到中间体4-溴-2-甲基-2-丁烯酸酯。该工艺虽然具有收率高的优点，但是在氧化和酯化反应中产生大量的含盐废水，氯代反应中使用二氯亚砜作为氯代试剂，对设备腐蚀严重。

6、鉴于此，研究和开发一种高效、实用的合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，对于阿朴酯中间体c5膦酸酯的工业化生产具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种一锅法合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，该方法以2-卤代丙酸酯、亚磷酸酯和卤代乙醛为原料，在碱性阴离子树脂作为助剂条件下，发生反应得到4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯化合物。

2、作为本发明的一种具体的方案，其步骤如下：

3、氮气保护下，将2-卤代丙酸酯、亚磷酸酯p(or3)3和碱性阴离子树脂加入反应瓶中，开启搅拌并升温至一定温度；

4、达到预设温度后，在一定时间内滴加卤代乙醛进入反应体系；

5、滴加完毕后继续反应一定时间停止反应，降低反应体系至常温，过滤分离树脂，得到含4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯化合物的反应液，测试反应收率。反应式如下：

6、

7、本发明所述的一种一锅法合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，所述碱性阴离子树脂为含有伯胺、仲胺、叔胺或季胺碱基团的阴离子交换树脂的一种或多种，优选含有季胺碱基团的强碱性阴离子交换树脂；

8、所述碱性阴离子树脂的用量为5-20倍(以2-卤代丙酸酯质量计)，优选10-15倍。

9、本发明所述的一种一锅法合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，所述2-卤代丙酸酯中r1取代基为常见卤素取代基，包括氯、溴、碘的一种或多种；2-卤代丙酸酯中r2取代基为常见的烷基取代基，包括甲基、乙基、异丙基、叔丁基、异丁基等的一种或多种。

10、本发明所述的一种一锅法合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，所述亚磷酸酯p(or3)3中r3取代基为常见的烷基取代基，包括甲基、乙基、异丙基、叔丁基、异丁基等的一种或多种；

11、所述亚磷酸酯p(or3)3的用量为1.0-3.0当量(以2-卤代丙酸酯摩尔量计)，优选1.0-1.5当量。

12、本发明所述的一种一锅法合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，所述的卤代乙醛包括氟乙醛、氯乙醛、溴乙醛和碘乙醛的一种或多种；

13、所述卤代乙醛的用量为1-3当量(以2-卤代丙酸酯摩尔量计)，优选1-1.5当量。

14、本发明所述的一种一锅法合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，所述的反应温度为40-90℃，优选50-80℃。

15、本发明所述的一种一锅法合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，所述的卤代乙醛滴加时间为0.5-3h，优选1-2h。

16、本发明所述的一种一锅法合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，所述卤代乙醛滴加完毕后的反应时间为2-10h，优选4-7h。

17、本发明的有益效果在于：使用2-卤代丙酸酯、亚磷酸酯和卤代乙醛为原料以一锅法合成了c5膦酸酯，且原料来源更加广泛，不仅仅只限于溴代丙酸酯和氯乙醛；此外，反应过程中只需要加入碱性树脂作为助剂，无其他任何溶剂的使用，反应条件温和、工艺简单且经济价值更高，避免了传统工艺中多步反应和大量含盐废水的产生，为4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的工业化生产提供了一条简捷、实用的路线。

技术特征：

1.一种一锅法合成4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯的方法，以2-卤代丙酸酯、亚磷酸酯p(or3)3和卤代乙醛为原料，在碱性阴离子树脂作为助剂条件下，发生反应得到4-卤代-2-甲基-2-丁烯酸酯；

2.根据权利要求1所述的方法，其步骤包括如下：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：所述2-卤代丙酸酯中r1取代基为卤素取代基，优选包括氯、溴、碘的一种或多种；r2取代基为烷基取代基，优选包括甲基、乙基、异丙基、叔丁基、异丁基的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征是：所述亚磷酸酯p(or3)3中r3取代基为烷基取代基，优选包括甲基、乙基、异丙基、叔丁基、异丁基的一种或多种；

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征是：所述的卤代乙醛包括氟乙醛、氯乙醛、溴乙醛和碘乙醛的一种或多种；

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征是：所述碱性阴离子树脂为含有伯胺、仲胺、叔胺或季胺碱基团的阴离子交换树脂的一种或多种，优选含有季胺碱基团的强碱性阴离子交换树脂；

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征是：反应温度为40-90℃。

8.据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征是：卤代乙醛的滴加时间为0.5-3h。

9.据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征是：卤代乙醛滴加完毕后的反应时间为2-10h。

技术总结
本发明公开了一种一锅法合成4‑卤代‑2‑甲基‑2‑丁烯酸酯的方法，该方法以2‑卤代丙酸酯、亚磷酸酯和卤代乙醛为原料，在碱性阴离子树脂作为助剂条件下，发生反应得到4‑卤代‑2‑甲基‑2‑丁烯酸酯化合物，该工艺为4‑卤代‑2‑甲基‑2‑丁烯酸酯的工业化生产提供了一种更加高效、简捷的方法。

技术研发人员：沈宏强,张涛,张弈宇,王嘉辉,杨宗龙,薛爱国
受保护的技术使用者：万华化学集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12