本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯的合成方法。
背景技术：
红没药醇(Bisabolol)，又称甜红没药醇、防风根醇，是自然界中存在较多的倍半萜化合物之一。红没药醇有α-体和β-体两种结构，α-红没药醇主要存在于春黄菊精油、胶杨精油以及某些苦槛蓝属和鼠尾草属的精油中；β-红没药醇主要存在于棉芽精油、玉米油、樟脑油、乳香油中。红没药醇具有较好的稳定性及皮肤相容性，适合于在化妆品中应用；同时，红没药醇具有消炎、灭菌、愈合溃疡、溶解胆石等药效，故红没药醇在医药行业中的用途较广；另外，由于红没药醇香气清淡愉快，也是一种稳定性较好的定香剂，在香料香精中的应用也日益受到重视；红没药醇能够保护和治愈皮肤，使其免受日常张力的影响，能够加速皮肤的治愈过程，尤其适用于作为敏感皮肤和身体，被广泛应用于个人护理(皮肤和身体的护理液、须后水和晒后护理产品)的配方中，加上其抗炎、天然、安全特性，使其成为一种用于皮肤护理的常用活性成分。
现有技术中，红没药醇的制备多以3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯为中间体，与双戊烯进行缩合反应制得。3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯，又称异戊烯醇甲酸酯，其通常以3-甲基-2-丁烯-1-醇(异戊烯醇)与甲酸进行酯化反应予以合成。但是，现有酯化工艺中，整个反应通常需要6小时左右，而且产物收率最多也仅能达到90％左右。更重要的是，现有技术中3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯的合成通常是在红没药醇合成的过程中进行的，如中国专利CN106831322A公开了一种α-红没药醇的生产方法，即是在合成α-红没药醇的过程中，先以异戊烯醇与甲酸经酯化合成异戊烯醇甲酸酯，并直接加入双戊烯和二氯甲烷进行α-红没药醇的合成的。整个过程中不仅异戊烯醇甲酸酯的合成时间较长、产率略低，而且，其终产物α-红没药醇的合成产率也仅有68％，难以满足实际生产的需要。
技术实现要素：
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯的合成方法，以解决现有技术中3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯的合成周期较长、合成率略低的问题。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯的合成方法，包括取3-甲基-2-丁烯-1-醇与甲酸混匀的步骤，并添加亚硫酸盐为催化剂，进行酯化反应。
所述3-甲基-2-丁烯-1-醇与甲酸的摩尔比为1：1.3-1.6。
所述亚硫酸盐为亚硫酸氢钠。
所述亚硫酸盐的添加量为3-甲基-2-丁烯-1-醇原料量的0.5-2wt％。
所述酯化反应的温度为30-40℃。
所述反应是在离子液体溶剂存在下进行的。
所述离子液体为烷基胍盐离子液体。
所述离子液体为N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍三氟甲基乙酸盐离子液体([HOctTMG]CF3COO)。
所述酯化反应时间为1-6h。
本发明还公开了一种α-红没药醇的生产方法，即包括所述的合成3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯的步骤。
本发明所述的3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯的合成方法，在现有技术工艺的基础上，选用亚硫酸氢钠为催化剂，进一步提升了3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯产物的收率。
本发明所述的3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯的合成方法，优选在选定离子液体存在下进行反应，除了有效提升产物收率外，更有效加快了反应时间，在更短的时间内获得了更高的产物收率；而且，更令人惊喜的是，在制备α-红没药醇的工艺中，在选定离子液体存在下制备3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯，以此体系直接加入双戊烯进行α-红没药醇的制备时，除有效提升3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯的产物收率及缩短反应时间外，更可有效提升α-红没药醇的收率，具有预料不到的技术效果。
具体实施方式
实施例1离子液体制备
本发明如下实施例所需的离子液体为N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍三氟甲基乙酸盐离子液体([HOctTMG]CF3COO)，其合成方法包括如下步骤：
(1)取0.30mol四甲基脲溶于175mL甲苯中，在氮气保护和搅拌条件下滴入新蒸的0.31mol POCl3，于室温条件下反应10小时后滴加0.70mol正辛胺，完毕后在室温下搅拌34小时，用175mL水稀释反应体系后，剧烈搅拌30分钟，取下层溶液，往其中加入固体NaOH至使体系显示碱性，而后溶液分两层，把固体过滤掉，滤液分层后，取上层溶液，将其溶解在乙醚中，然后用无水Na2CO3干燥后过滤，蒸除溶剂，残液经减压蒸馏得0.10mol目标产物N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍(OctTMG)的合成。FTIR(KBr)：υmax：2922，2852，1611，1477，1430，1383，1142cm-1；
(2)取0.30mol所得OctTMG与0.30mol CF3COOH进行中和反应即制得0.24mol目标产物N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍三氟甲基乙酸盐离子液体([HOctTMG]CF3COO)。FTIR(KBr)：υmax：2929，2857，1706，1652，1513，1497，1394，1256，1178，1154，1037，644cm-1。
实施例2
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸60g(摩尔比1：1.3)，再加入亚硫酸氢钠0.43g(0.5wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应6h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为94.3％。
实施例3
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸64.4g(摩尔比1：1.4)，再加入亚硫酸氢钠0.86g(1wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应5h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为94％。
实施例4
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸69g(摩尔比1：1.5)，再加入亚硫酸氢钠1.29g(1.5wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应5h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为94％。
实施例5
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸73.6g(摩尔比1：1.6)，再加入亚硫酸氢钠1.72g(2wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应4h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为94.1％。
实施例6
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入实施例1中制得的N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍三氟甲基乙酸盐离子液体100ml，并加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸69g(摩尔比1：1.5)，再加入亚硫酸氢钠1.29g(1.5wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应1h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为94.6％。
实施例7
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入实施例1中制得的N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍三氟甲基乙酸盐离子液体100ml，并加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸69g(摩尔比1：1.5)，再加入亚硫酸氢钠1.29g(1.5wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应2h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为97.3％。
实施例8
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入实施例1中制得的N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍三氟甲基乙酸盐离子液体100ml，并加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸69g(摩尔比1：1.5)，再加入亚硫酸氢钠1.29g(1.5wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应3h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为98％。
实施例9
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入实施例1中制得的N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍三氟甲基乙酸盐离子液体100ml，并加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸69g(摩尔比1：1.5)，再加入亚硫酸氢钠1.29g(1.5wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应4h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为98.1％。
实施例10
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入实施例1中制得的N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍三氟甲基乙酸盐离子液体100ml，并加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸69g(摩尔比1：1.5)，再加入亚硫酸氢钠1.29g(1.5wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应5h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为98.3％。
实施例11
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入实施例1中制得的N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍三氟甲基乙酸盐离子液体100ml，并加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸69g(摩尔比1：1.5)，再加入亚硫酸氢钠1.29g(1.5wt％)作为催化剂，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应(35℃)并打开磁力搅拌，进行酯化反应6h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为98.5％。
对比例
在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL的三口烧瓶，加入3-甲基-2-丁烯-1-醇86g和甲酸69g(摩尔比1：1.5)，然后将三口烧瓶放入带有磁力搅拌的加热套中加热反应并打开磁力搅拌，进行酯化反应6h。反应结束后，将反应产物水洗至中性，产品按照现有技术方法(详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)进行产物检测，计算产物3-甲基-2-丁烯-1-醇甲酸酯得率为92％。
应用例1α-红没药醇的合成
按照实施例4中步骤进行酯化反应5h，当酯化到达终点后，向反应体系加入双戊烯409g(双戊烯：异戊烯醇摩尔比＝3：1)和二氯甲烷540g，75℃滴加催化剂(甲酸和磷酸摩尔比为1：2)30g，搅拌缩合反应，GC跟踪监测产物(方法详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)，最终α-红没药醇得率70％。
应用例2α-红没药醇的合成
按照实施例6中步骤进行酯化反应5h，当酯化到达终点后，向反应体系加入双戊烯409g(双戊烯：异戊烯醇摩尔比＝3：1)和二氯甲烷540g，75℃滴加催化剂(甲酸和磷酸摩尔比为1：2)30g，搅拌缩合反应，GC跟踪监测产物(方法详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)，最终α-红没药醇得率81％。
应用例3α-红没药醇的合成
按照实施例8中步骤进行酯化反应5h，当酯化到达终点后，向反应体系加入双戊烯409g(双戊烯：异戊烯醇摩尔比＝3：1)和二氯甲烷540g，75℃滴加催化剂(甲酸和磷酸摩尔比为1：2)30g，搅拌缩合反应，GC跟踪监测产物(方法详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)，最终α-红没药醇得率83％。
对比应用例
按照对比例1中步骤进行酯化反应6h，当酯化到达终点后，向反应体系加入双戊烯409g(双戊烯：异戊烯醇摩尔比＝3：1)和二氯甲烷540g，75℃滴加催化剂(甲酸和磷酸摩尔比为1：2)30g，搅拌缩合反应，GC跟踪监测产物(方法详见《双戊烯合成α-红没药醇的工艺研究》，邓倩，等)，最终α-红没药醇得率68％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。