[发明专利]一种环戊甲酸的生产工艺

说明书

本发明公开了一种环戊甲酸的生产工艺,属于化工合成领域。该工艺以环氧环戊烷为起始原料与二氧化碳、Mg粉和TMSCl反应生成2‑羟基环己甲酸，然后在酸的存在下经Pd/C催化氢化得到环戊甲酸。本发明所用原料廉价易得，整个工艺操作简便，催化剂可多次回收利用，为环戊甲酸的合成提供了新的思路。

技术领域

本发明涉及化工合成领域，具体涉及一种环戊甲酸的生产工艺。

背景技术

环戊甲酸，又称环戊酸，是一种重要的有机合成中间体，用于研发新药、特殊化工产品中间体。下游产品：环戊甲酸十八酯，环戊甲酸辛酯是特种橡胶添加剂。

目前，环戊甲酸的合成方法主要包括：丙二酸二乙酯和醇钠/醇溶液作用生成负离子,再和1,4-二溴丁烷作用生成2-环戊基丙二酸；随后加热脱羧制得产物环戊甲酸。环戊基甲醇经过叔丁基过氧/CuCl、MgBr2/Ag2CO3、TEMPO/聚烯等方法氧化生成环戊甲酸，环戊基氯与金属镁形成格氏试剂，随后与二氧化碳反应生成环戊甲酸。

然而，采用常见的环氧环戊烷为原料，与二氧化碳反应生成环戊甲酸并没有进行研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环戊甲酸合成新方法。以环氧环戊烷为起始原料与二氧化碳、Mg粉和TMSCl反应生成2-羟基环戊甲酸，然后在酸的存在下经Pd/C催化氢化得到环戊甲酸，工艺路线如下：

本发明工艺路线的具体工艺步骤如下：

第一步：将环氧环戊烷溶于有机溶剂中，搅拌下加入Mg粉，降温至-15℃至0℃，通入二氧化碳气体的同时加入TMSCl，反应后得到2-羟基环戊甲酸；第二步：将2-羟基环戊甲酸溶于有机溶剂，在酸催化下经Pd/C催化氢化反应得到环戊甲酸。

进一步地，在上述技术方案中，所述第一步中，有机溶剂为DMF或NMP。有机溶剂优选为NMP。

进一步地，在上述技术方案中，所述第一步中，环氧环己烷、Mg粉、TMSCl的摩尔比为1:1-1.5:1.5-2。

进一步地，在上述技术方案中，所述第二步中，有机溶剂选自四氢呋喃、乙酸乙酯、乙醇。酸选自高氯酸和三氟化硼-溶剂络合物。在单纯酸催化过程中，存在羟基消除后双键的不同位置选择性，经过原位氢化后均可以得到相同的产物。

进一步地，在上述技术方案中，所述第二步中，钯碳催化氢化压力为3-4公斤压力，反应温度为45-60℃，反应结束后，将钯碳过滤，用于下批次继续氢化，循环8-10次后更换新钯碳。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的步骤较短，产率高，易于实现工业化生产。

2、本发明为环戊甲酸提供了新的合成方法。

具体实施方式

实施例1

本实施例包括以下步骤：

第一步、将8.4g(0.1mol)环氧环戊烷溶于50mL充分干燥溶剂DMF中，搅拌下加入2.4g(0.1mol)Mg粉，降温至-10℃，往溶液中通入二氧化碳气体的同时加入16.3g(1.5mol)TMSCl，反应4-5h后，控温0℃以下，将滤液加入1N盐酸溶液中，调pH＝3-4，乙酸乙酯60mL萃取两次，半饱和食盐水洗，有机层蒸馏后得到11.58g(89mmol)2-羟基环戊甲酸，收率为89％；根据核磁比例换算顺式/反式＝4.2:5.8，柱层析分离出样品核磁如下：反式：H NMR(400MHz,CDCl3+D2O):4.38-4.44(q,1H),2.66-2.74(m,1H),1.59-2.17(m,6H)；顺式:H NMR(400MHz,CDCl3+D2O):4.48-4.63(q,1H),2.62-3.00(m,1H),1.60-2.15(m,6H)。