一种2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，包括如下步骤：(1)溴代乙酸乙酯和丙二酸二乙酯经缩合反应生成1,1,2-乙烷三羧酸三乙酯；(2)1,1,2-乙烷三羧酸三乙酯和2-溴代烷烃缩合反应生成3-甲基烷烃-1,1,2-三羧基三乙酯；(3)3-甲基烷烃-1,1,2-三羧基三乙酯和LiCl/H2O混合加热脱羧得到2-(1-甲基烷基)琥珀酸二乙酯；(4)酯在强碱溶液中水解，得到2-(1-甲基烷基)琥珀酸。本发明反应原料来源广泛，价格低廉；反应条件温和，反应完全，副反应少，可以制备烷基碳链长度为3～16个碳的2-(1-甲基烷基)琥珀酸同系物。
【专利说明】一种2-(1-甲基院基)號拍酸的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机化合物合成领域，具体涉及一种琥珀酸的制备方法。
【背景技术】
[0002]烷烃作为石油的主要成分之一，广泛的存在于地下油藏环境中。油藏作为一种极端环境，其中却孕育着物种多样的微生物。近年来，通过实验室培养的方法，人们提出了多种烷烃厌氧降解途径。其中，富马酸加成反应机制最为重要和普遍。该机制通过在烷烃的C-2位与富马酸加成，得到2-(1-甲基烷基)琥珀酸而将烷烃活化以进行后续代谢。由于2-(1-甲基烷基)琥珀酸吗只出现在烷烃厌氧降解过程中，且该物质无商业来源，因此该物质被认为是一种生物标记物。通过检测该物质，可以直接表明样品中微生物厌氧烃降解过程的存在。
[0003]目前文献报道的2-(1-甲基烷基)琥珀酸这类物质中仅有2-(1-甲基乙基)琥珀酸和2-(1-甲基丙基)琥珀酸通过人工合成得到。如2-(1-甲基乙基)琥珀酸的合成有三种方法，一种是使用SmI2/(Me2N)3P = O或H2/Pd体系还原2-(1-甲基亚甲基)琥珀酸，第二种方法在二异丙基氨基锂的存在下琥珀酸单丁酯与2-碘代丙烷进行烷基化，第三种方法为丁烯二酸二乙酯与异丙基氯化汞缩合。第一种方法反应原料成本高，且加氢还原操作危险，第二种方法需在低温下反应，条件苛刻，第三种方法毒害大，对环境不友好。另有少部分源自微生物代谢过程的2-(1-甲基烷基)琥珀酸同系物微量存在于烃污染环境中。但该物质在环境中普遍含量低，难以检测，且没有标准物质供人们了解此类物质的性质，因此目前对2-(1-甲基烷基)琥珀酸的识别能力有限。通过人工合成2-(1-甲基烷基)琥珀酸标准物质，对其质谱特性进行研究，可以指导在实际样品中检测该物质。
[0004]目前，2-(1-甲基烷基)琥珀酸主要由微生物厌氧降解烃类物质产生，对2-(1-甲基烷基)琥珀酸的人工合成方法报道较少，主要为Stobbe反应产物还原法，该方法使用
2-烷酮为原料，通过Stobbe反应与丁二酸缩合，再通过贵金属催化加氢的方法将酮和丁二酸酯的缩合产物还原得到2-(1-甲基烷基)琥珀酸。该方法反应原料不能普遍购得，且反应条件苛刻，需要无水无氧条件，催化加氢过程危险性高，催化剂昂贵。而其他类似的方法只能合成烷基侧链为端位取代的烷基琥珀酸，与所需的目标产物烷基次末端取代的2-(1-甲基烷基)玻拍酸有一定的差别。
【发明内容】
[0005]因此，本发明要解决的技术问题是提供一种反应原料容易购得、产率高、较宽同系物范围的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法。
[0006]本 发明的技术方案是，式(I )所示2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，该方法包括:
[0007]
【权利要求】
1.式(I)所示2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于:该方法包括:
2.根据权利要求1所述的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的常温下反应时间为0.3-0.8小时；所述加入溴代乙酸乙酯后的反应时间是3-6小时。
3.根据权利要求1所述的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述140-160°C条件下反应的时间为3-6小时。
4.根据权利要求1所述的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述强碱溶液为NaOH溶液或KOH溶液，所述强碱溶液的质量浓度为10-30%。
5.根据权利要求1所述的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于，所述2-溴代烷烃的制备方法是， (1)向乙醇钠/乙醇溶液中加入乙酰乙酸乙酯，搅拌均匀，再加入1-溴代烷烃，70~80°C下反应得到2-烷基乙酰乙酸乙酯； (2)在2-烷基乙酰乙酸乙酯中加入过量的强碱溶液，25~45°C下水解4~6h，再调节溶液pH〈l，60~80°C条件下脱羧，制得2-烷酮； (3)将2-烷酮溶解在甲醇中，加入NaBH4,反应至无H2产生，酸化后60~80°C水解I~2h制得2-烷醇； (4)将2-烷醇、HBr与H2SO4溶液于110_130°C下反应，制得2-溴代烷烃。
6.根据权利要求1所述的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溴代乙酸乙酯、丙二酸二乙酯和Na的摩尔比为1:1~1.5:1~1.5。
7.根据权利要求1所述的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，乙醇钠、1，1,2-乙烷三羧基三乙酯、2-溴代烷烃的摩尔比为1-1.1:1-1.2:1-1.2。
8.根据权利要求1所述的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述-甲基烷烃-1，1，2_三羧基三乙酯、LiCl和H2O的摩尔比为1:2~3:1~2。
9.根据权利要求5所述的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述1-溴代烷烃、乙酰乙酸乙酯和Na的摩尔比为1:1~1.3:1~1.5。
10.根据权利要求5所述的2-(1-甲基烷基)琥珀酸的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，2-烷基 酮与NaBH4的摩尔比例为1:1~1.2。
【文档编号】C07C55/02GK103980108SQ201410216456
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】牟伯中, 杨世忠, 刘金峰, 刚洪泽, 边昕宇 申请人:华东理工大学