前言
4-氧丁酸甲基酯是一種重要的化工原料,也被稱為甲基丁酸四元酯，是一種有機(jī)化合物。專利WO2004058752A1報(bào)道了以丁二酸單甲酯酰氯一步反應(yīng)生成4-氧丁酸甲基酯,但起始物料價(jià)格較高,不易得,不適合工業(yè)化生產(chǎn)。專利WO2013186550A1以4-戊烯酸為起始物料，酯化,臭氧氧化得到4-氧丁酸甲基酯,需低溫反應(yīng),對環(huán)境污染較大,難以工業(yè)化生產(chǎn)。文獻(xiàn)報(bào)道了以硝基甲烷和丙烯酸甲酯為原料,生成4 -硝基丁酸甲酯,氧化生成4-氧丁酸甲基酯,起始原料均較為便宜,但硝基甲烷屬于易制爆,工業(yè)化生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)較高。也有文獻(xiàn)報(bào)道了以γ-丁內(nèi)酯為原料,甲醇鈉或濃硫酸條件下水解,氧化得到4-氧丁酸甲基酯。
本文在文獻(xiàn)報(bào)道的基礎(chǔ)上,以簡單易得的γ-丁內(nèi)酯為起始原料,水解生成4-羥基丁酸甲酯,經(jīng)氧化得到4-氧丁酸甲基酯,以有機(jī)堿代替強(qiáng)酸強(qiáng)堿,優(yōu)化了反應(yīng)條件,為該產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。
合成方法
1、4-羥基丁酸甲酯的合成
稱取γ-丁內(nèi)酯(43g,0.5mol),甲醇2.5L加入5L圓底燒瓶中，開啟攪拌,加入210mL三乙胺(1.5mol),升溫至40~45℃攪拌16h,TLC檢測反應(yīng)完全(展開劑:石油醚:乙酸乙酯=1:2),加入環(huán)己烷2L,旋蒸除去甲醇,在用1L×2環(huán)己烷帶兩次，共沸除去殘留的甲醇,得到52g棕黃色油狀物,為4-羥基丁酸甲酯,琥珀油狀物,收率89%。1H NMR(400MHz,DMSO)：δ3.63-3.58(m,5H),2.38(t,2H),1.85~1.78(m,2H)。
2、4-氧丁酸甲基酯的合成
用800mL二氯甲烷溶解4-羥基丁酸甲酯(50g),向其中逐滴加入PCC(189g,0.88mol)。將反應(yīng)溶液在室溫下攪拌保持1.5h,加入2L乙酸乙酯。將反應(yīng)溶液通過硅藻土墊過濾并用乙酸乙酯洗滌。將該殘余物在減壓下濃縮,通過柱層析洗脫得到4-氧丁酸甲基酯(39g,0.33mol,57%),洗脫液:V(石油醚):V(乙酸乙酯)=2:1。1HNMR(400MHz,CDCl3)：δ9.74(s,1H),3.63(s,3H),2.74(t,2H),2.57(t,2H)。
參考文獻(xiàn)
[1]段義杰,裴佩佩,陳彥梅. 4-氧代丁酸甲酯的合成[J]. 山東化工,2019,48(18):14-15. DOI:10.3969/j.issn.1008-021X.2019.18.007.