[发明专利]一种制备饱和4-乙基脂肪酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备饱和4-乙基脂肪酸的方法。饱和4-乙基脂肪酸是一种重要的精细化学品，4-乙基己酸、4-乙基庚酸和4-乙基辛酸天然存在于多种食品中，其中4-乙基辛酸是国内外允许使用的食用香料，可用于调配食用香精；作为原料，4-乙基脂肪酸还可以用于合成表面活性剂。

背景技术

关于饱和4-乙基脂肪酸的合成方法中，目前报道的是采用4-乙基环己酮为原料制备，可用如下反应方程式表示：

该方法合成路线长，所用试剂种类多，偶联反应需要在-70℃下进行，且由于中间产物中含有六个碳原子，该合成方法不适合制备4-乙基己酸。

本发明的目的是通过偶联反应，采用国内外易得的原料，提供一种新的制备饱和4-乙基脂肪酸的通用方法，以解决现有合成方法中存在的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种原料易得，合成路线较短，操作方便的制备饱和4-乙基脂肪酸的通用合成方法。

本发明涉及饱和4-乙基脂肪酸的制备方法，其特征是在无水四氢呋喃中，镁屑与3-氯烷烃反应生成格氏试剂(I)；在氮气保护下，在-25～-5℃下，以四氯酮酸二锂为催化剂，(I)与3-溴丙酸甲酯发生偶联反应，生成饱和4-乙基脂肪酸甲酯(II)；在乙醇或四氢呋喃中，在80～90℃下，(II)与氢氧化钾发生反应，生成饱和4-乙基脂肪酸钾(III)；(III)与盐酸反应，生成饱和4-乙基脂肪酸。反应中的3-氯烷烃和3-溴丙酸甲酯可以用3-溴烷烃和3-溴丙酸乙酯代替，盐酸可以采用硫酸，氢氧化钾可以用氢氧化钠代替。

反应方程式：

注：R-代表CH₃CH₂、CH₃(CH₂)₂、CH₃(CH₂)₃、CH₃(CH₂)₄、CH₃(CH₂)₅

X-代表Cl、Br

本发明的制备方法的主要过程是：

在氮气保护下，向四口瓶中加入镁屑、无水四氢呋喃和一颗碘粒，在磁力搅拌下滴加少量的3-氯烷烃，用电吹风加热引发，待碘色完全褪去，然后滴加剩余的3-氯烷烃。滴加完毕后，在油浴60～80℃下反应30～60min，冷却至室温备用。

在氮气保护下，向另一个四口瓶中加入3-溴丙酸甲酯、无水四氢呋喃和一定量的0.1M四氯酮酸二锂的四氢呋喃溶液，冷却到-5～-25℃，在磁力搅拌下滴加制备的3-氯烷烃的格氏试剂，滴加完毕，继续反应2～4小时。反应结束后，向反应液中缓慢滴加约1mol/L的盐酸溶液。静置，分离有机相，用乙醚萃取水相，合并有机相，无水硫酸镁干燥，过滤，旋蒸除去乙醚。所得产物经柱层析分离或减压蒸馏得到饱和4-乙基脂肪酸甲酯。

将饱和4-乙基脂肪酸甲酯和氢氧化钾加入乙醇中，在80～90℃回流反应2～3小时，蒸去乙醇得残余物，向残余物中加入盐酸至pH为1左右，然后用乙醚萃取，乙醚萃取物用无水氯化钙干燥，蒸去乙醚，得到饱和4-乙基脂肪酸粗品，对粗品进行提纯，得到饱和4-乙基脂肪酸。

在本发明的制备方法中，中间产物4-乙基脂肪酸甲酯可不分离直接进行下一步反应，也可以进行分离提纯。

用本发明方法制备的4-乙基辛酸通过核磁共振分析和质谱分析，证实了其结构。

本发明的制备方法克服了现有制备方法中的合成路线长、所用试剂种类多和反应温度低的缺点，主要优点在于：

1、本发明的合成方法路线较短；

2、所用原料易得，中间产物性质稳定。

本发明涉及的饱和4-乙基脂肪酸的制备方法将通过下面的实施例得到更具体的描述。

实施例1 4-乙基己酸的制备(中间产物4-乙基己酸甲酯经柱层析提纯)

在氮气保护下，向100mL四口瓶中加入5g镁屑、50mL无水四氢呋喃和一颗碘粒，在恒压滴液漏斗中加入7.95g 3-氯戊烷，在磁力搅拌下滴加少量的3-氯戊烷，用电吹风加热引发，待碘色完全褪去，然后滴加剩余的3-氯戊烷。滴加完毕后，油浴65℃下反应40min，冷却至室温备用。