一种3-环己基丙酸的合成方法与流程

文档序号:17788072发布日期:2019-05-31 19:42阅读:2232来源:国知局

本发明涉及3-环己基丙酸,尤其是涉及一种3-环己基丙酸的合成方法。



背景技术:

3-环己基丙酸(3-cyclohexanepropionicacid.)是一种合成菠萝酯香气的香料前体,大多用于合成3-环己基丙酸烯丙酯等香料产品。3-环己基丙酸烯丙酯,又称为菠萝酯,可用于食用香料以及日用品的调香中。

所述3-环己基丙酸的结构式为:

从肉桂醛直接合成3-环己基丙酸的方法,目前还没有文献报道。目前已有的相关文献有如下几篇:

文献1:汪敦佳等.催化氧化肉桂醛制备肉桂酸.石油化工,2002,31(11),采用肉桂醛氧化法,氧气为供氧剂,银碳为催化剂,得到的反应液经过酸化、脱色、结晶、干燥等后处理,得到肉桂酸固体,最好得率为93.5%。

文献2:中国专利cn1919822a,一种肉桂醛氧化合成肉桂酸的新方法。用银铜碳为催化剂,用空气氧化肉桂醛,得到反应液。再经过酸化、脱色、结晶、干燥等处理,得到肉桂酸固体。最好得率达到95.8%。

文献3:中国专利cn1587250a,一种环己基丙酸烯丙酯的合成方法,用环己醇与丙烯酸酯,先合成1-氧代-螺环[4,5]-2-癸酮。再进一步在负载催化剂的作用下,将1-氧代-螺环[4,5]-2-癸酮进行催化加氢,得到环己基丙酸。其氢化反应温度350℃,压力10mpa,气相固定床反应,得率75%。环己基丙酸再与烯丙醇反应得到环己基丙酸烯丙酯。

文献4:中国专利cn101638360a,环己基丙酸的制备方法。用水合肼、相转移催化剂、溶剂和强碱加热回流,滴加2-(-β)腈乙基环己酮。再回流分出水分,加强酸得到产物。得率83.3%。该法用到2-(-β)腈乙基环己酮,这是很难合成的化合物,成本高。

如上文献1、2为合成肉桂酸,文献3、4有合成得到环己基丙酸。但合成条件比较苛刻,原料不容易得到,成本高。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供合成条件温和、原料便宜、工艺简单优化的一种3-环己基丙酸的合成方法。

本发明包括以下步骤:

1)在碱性溶液中,加入银碳催化剂,再加入肉桂醛,氧化反应后,过滤出银碳催化剂,滤液为肉桂酸盐混合溶液;

在步骤1)中,所述碱性溶液可采用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液等,碱性溶液的质量百分比浓度可为3%~6%,氢氧化钠或氢氧化钾与肉桂醛的质量比可为(0.3~0.6)∶1;银碳催化剂与肉桂醛的质量比可为(0.1~0.3)∶1;所述银碳催化剂可采用含银70%和含活性炭30%的银碳催化剂;加入银碳催化剂后最好通入氧气或空气,所述氧气可采用工业钢瓶装氧气,氧气的通入量可为1~2l/min;空气可采用压缩空气;所述加入肉桂醛的时间可为0.5~1.5h;所述氧化反应的温度可为30~60℃,氧化反应的时间可为2~3h,优选氧化反应的温度可为30~50℃,氧化反应的时间可为0.5~2h。

2)将肉桂酸盐混合溶液转移到氢化反应釜中,在釕碳催化剂催化下,通入氢气、加热进行氢化反应后,过滤出釕碳催化剂,滤液用酸酸化至ph=2~3,静置分层后,得到3-环己基丙酸。

在步骤2)中,所述釕碳催化剂可采用按质量百分比含金属釕3%~5%,其他为活性炭的釕碳催化剂;所述釕碳催化剂的加入量按质量百分比可为肉桂酸盐混合溶液的0.3%~0.5%;氢化反应的温度可为70~140℃,氢化反应的压力可为0.1~3.5mpa,氢化反应的时间可为2~8h;优选氢化反应的温度为120~140℃,氢化反应的压力为0.5~3mpa,时间为2~6h;所述酸可采用质量百分浓度为50%的硫酸或质量百分浓度为20%的盐酸等;所述分层后最好用无水硫酸钠干燥。

本发明用肉桂醛氧化反应液,没有经过后处理,直接用于氢化反应,得到3-环己基丙酸,总得率可为90%以上。

以下给出合成路线:

第1步氧化反应:

第2步氢化反应:

本发明将氧化反应后得到的反应液,不需要经过酸化、洗涤、脱色、提纯等处理,而是直接利用氧化反应液,通过加氢技术实现3-环己基丙酸的合成新工艺方法,明显节省3-环己基丙酸的合成成本。

具体实施方式

以下实施例将对本发明作进一步的说明。

实施例1

在250ml的四口瓶中,加入6g工业氢氧化钠和160g水,搅拌溶解。再加入2g银碳催化剂。水浴加热,在40℃下,通入氧气,通气量1.5l/min,同时开始滴加肉桂醛15g,1h滴完,再搅拌反应1h。用气相色谱检测,肉桂醛完全转化,停止反应,过滤出银碳催化剂,得到约180g的氧化反应液。

上述氧化反应液转入250ml的加氢釜中,再加入3%~5%釕碳催化剂0.8g,置换空气后,通入氢气到压力2mpa,加热至125℃,不断补加氢气,直到反应不再消耗氢气为止,约4h,反应结束,降温后,过滤出釕碳催化剂,得到的加氢液用50%硫酸酸化至ph=2~3,静置分层,得到有机层,用无水硫酸钠干燥后得到16.6g的3-环己基丙酸产物。gc96.5%,总得率90%。

实施例2

与实施例1类似,其区别在于,氧化反应用空气代替氧气,空气通气量为2.5l/min,其他条件相同,最后得到16g的3-环己基丙酸。gc96%,总的率86.8%。

实施例3

在1000ml的四口瓶中投入24g的氢氧化钠和600g水,搅拌溶解后,加入6g银碳催化剂,在40℃下,通入氧气,氧气通气量为2l/min。同时滴加60g的肉桂醛,1.5h滴完,再反应1h。肉桂醛完全转化。过滤出银碳催化剂,得到约680g的氧化反应液。

上述氧化反应液转入1l的加氢反应釜中,加入3%~5%的釕碳催化剂3.2g,置换空气后,通入氢气至2mpa,再加热至125℃,不断补加氢气,直到反应不再消耗氢气为止,约5h,反应结束。降温后,过滤出釕碳催化剂,得到的加氢液用50%硫酸酸化至ph=2~3。静置分层,得到有机层,用无水硫酸钠干燥后得到67.5g的3-环己基丙酸最终新产品。gc97.5%,总得率92.5%。

3-环己基丙酸产品经质谱和核磁共振检测,结果和化学结构完全一致。esi-ms(esquire3000plus仪器),m/z:155.3[m–h]-1h-nmr(bruker400mhz,cdcl3):9.74(1h,br.,-cooh),2.34(2h,t,j=6.2hz,-ch2cooh),1.60~1.71(5h,m),1.52(2h,m),1.10~1.30(4h,m),0.85(2h,m)。

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