[发明专利]法尼基丙酮及其制备方法

说明书

本发明涉及化学合成领域，具体涉及法尼基丙酮及其制备方法。该方法包括：将α‑法尼烯、乙酰乙酸酯、有机膦配体和金属催化剂进行第一接触反应，以便获得法尼基丙酮酯；将所述法尼基丙酮酯和水或金属盐水溶液进行第二接触反应，以便获得法尼基丙酮。由该方法制备得到的法尼基丙酮的产量和纯度均较高，产量和纯度均在98％以上。

技术领域

本发明属于化学合成领域，涉及一种法尼基丙酮及其制备方法，具体涉及以α-法尼烯为底物高效地生产法尼基丙酮的方法。

背景技术

近年来，维生素E的需求在不断增加，异植物醇是合成维生素E和维生素K的重要原料，作为异植物醇的中间体法尼基丙酮需求量也逐年升高。而法尼基丙酮可根据不同的起始底物进行合成。传统的合成工艺主要以甲醛、丙酮等为原料进行逐步延长碳链，此方法缺点在于不够经济环保，且效率较低。CN105384615描述了用橙花叔醇在酸催化下合成法尼基丙酮，该方法后处理较为繁琐，需要经过蒸馏分离，且产率为88％左右。

如何获得高纯度的法尼基丙酮满足生产的需求，需要进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种法尼基丙酮的制备方法，该制备方法以α-法尼烯为底物在铑金属催化剂的作用下可以高效地合成法尼基丙酮，α-法尼烯转化率达到99％以上，法尼基丙酮产量达到97％以上。

本发明的发明人在研究过程中发现：以法尼烯为原料和乙酰乙酸酯在催化剂的作用下进行缩合反应，可以获得法尼基丙酮酯，然后进行脱羧反应可以获得法尼基丙酮。但是在研究过程中，发明人注意到法尼烯原料不同，会产生不同的结果。US4460786专利中报道了β-法尼烯与乙酰乙酸酯在铑金属催化下得到包括法尼基酮酯(a)和法尼基酮酯(b)，但β-法尼烯的转化率只有43.7％，且产物中法尼基丙酮酯(a)与法尼基酮酯(b)是等摩尔，如下面式(I)所示。

即法尼烯在结构上有α和β之分，即分为α-法尼烯和β-法尼烯，两者合成机理上看，在反应活性上具有一定的差异性，在进行1,4加成反应时，α-法尼烯的反应选择性要好于β-法尼烯，且β-法尼烯容易产生副产物，如下面式(Ⅱ)所示。

而且在工业规模条件下，通过β-法尼烯来合成法尼基丙酮的整个反应过程需要消耗大量的能耗和冷却水，加上釜体需要反复冷却加热，容易造成能源的浪费，也增加了设备的损坏率。法尼基丙酮作为合成维生素E和维生素K等产品的中间体，市场需要十分庞大，能进一步提高法尼基丙酮的产量对相关产业链条的影响也是巨大的，因此，如何进一步提高法尼基丙酮的收率，尽可能降低生产成本，提高企业经济效益，一直都是相关生产者追求的目标。

同时在工业生产的过程中，通常为了满足大规模生产的需要，α-法尼烯和β-法尼烯均需要通过微生物发酵获得。而作为微生物发酵来源的β-法尼烯中常含有其他的异构体，导师β-法尼烯的含量约为90％。异构体的存在，一方面限制了法尼基丙酮生产效率的提高，另一方面副产物的产生会参与到整个维生素E和维生素K的合成链中，导致产品含有杂质，并影响最终产品的品质。而本发明申请采用α-法尼烯为底物，一方面α-法尼烯区别于β-法尼烯的结构，使得其在发生缩合反应时，不易产生副产物，另一方面，即便是微生物发酵得来的α-法尼烯原料的纯度也更高，应用于工业生产时，工艺更加可控。由此采用α-法尼烯为底物制备法尼基丙酮，能够使得法尼基丙酮的产量得到很大的提升。

具体而言，本发明提供了如下技术方案：

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种法尼基丙酮的制备方法，包括：将α-法尼烯、乙酰乙酸酯、有机膦配体和金属催化剂进行第一接触反应，以便获得法尼基丙酮酯；将所述法尼基丙酮酯和水或金属盐的水溶液进行第二接触反应，以便获得法尼基丙酮。