[发明专利]制备4-戊烯酸的方法

说明书

本发明涉及一种制备4-戊烯酸的方法，其至少包括将包含4-戊烯醛、3-甲基-2-丁酮和氧化环戊烯的混合物(G)氧化，涉及包含4-戊烯醛、3-甲基-2-丁酮和氧化环戊烯的混合物(G)在制备4-戊烯酸中的用途。在本发明上下文中，混合物(G)优选作为借助一氧化二氮将环戊烯氧化成环戊酮的副产物得到。

发现4-戊烯酸和它的酯用作着嗅剂和香料，尤其是在牛奶和干酪产品中。另外，还已知4-戊烯酸和4-戊烯酸酯作为能引发低血糖的药物活性物质(例如参见H.Sherratt，H.Osmundsen，Biochemical Pharmacology(1976)25(7)，743-750)。

由现有技术已知4-戊烯酸可通过丙二酸二乙酯与烯丙基氯在碱的存在下反应，随后水解、脱羧基和酸化而制备(参见J.Xie，B.Sun，S.Sha，F.Zheng，W.Dang，Beij ing Gongshang Daxue Xuebao，Ziran Kexueban(2007)，25(1)，7-9)。然而，该合成的缺点是反应出自相对昂贵的原料且仅较差地使用它们(CO₂损失)。在约70％的所述收率下，需要约340kg反应物，即丙二酸二乙酯和烯丙基氯制备100kg 4-戊烯酸。

现有技术还公开了将不饱和醛用氧气氧化以得到相应羧酸的原理。例如描述了α，β-不饱和醛的氧化。例如，WO 2008/017342描述了在负载型金催化剂的存在下用氧气将香茅醛氧化成香茅酸。US 4,097,523描述了在铊作为催化剂的存在下用氧气将α，β-不饱和醛氧化。其它均相催化剂如锰、铜或钴在用氧气氧化α，β-不饱和醛中也是已知的(“Crotonaldehyde and Crotonic acid”，R.P.Schulz，J.Blumenstein，C.Kohlpaintner in“Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”，第7版，online Release 2008)。然而，这些现有技术文件没有提供这些方法适用于将α，β-不饱和醛氧化成其它不饱和醛的任何指示。

出于该现有技术，本发明的目的是提供用于制备4-戊烯酸的具有经济意义的方法。

已发现令人惊讶的是4-戊烯酸可以通过4-戊烯醛的氧化而以良好收率和高纯度制备。

氧化方法的经济可行性的显著因素是4-戊烯醛的可用性。4-戊烯醛可例如通过烯丙基乙烯醚的Claisen异构化制备(例如参见R.F.Webb，A.J.Duke，J.A.Parsons，J.Chem.Soc.(1961)，4092-4095)。然而，烯丙基乙烯醚不是市售的乙烯醚且因此也不容易在工业上得到。

作为选择，4-戊烯醛也可通过乙醛二烯丙缩醛的热分解制备，如DE 2517447所述。然而，该方法的缺点是烯丙醇再循环，其显著部分分解成丙醛，这又使得方法不经济。

现有技术进一步公开了4-戊烯醛在通过用一氧化二氮(N₂O)将环戊烯氧化而制备环戊酮中作为副产物形成(例如参见E.V.Starokon′，K.S.Shubnikov，K.A.Dubkov，A.S.Kharitonov，G.I.Panov，Kinetics and Catalysis(2007)，48(3)，376-380)。然而，4-戊烯醛不是作为纯物质，而是作为与来自环戊酮合成的其它副产物的混合物得到。

已发现令人惊讶的是甚至这种被污染的4-戊烯醛可选择性地氧化。本发明因此提供在其相应使用以前不需要纯4-戊烯醛的蒸馏除去的大优点，这是更加有利的，因为4-戊烯醛(98.5℃)、氧化环戊烯(100.8℃)和3-甲基-2-丁酮(94.4℃)的沸点彼此非常接近，因此4-戊烯醛的蒸馏提纯可能仅具有高复杂度。

因此，本发明涉及一种制备4-戊烯酸的方法，其至少包括步骤(a)：(a)将包含4-戊烯醛、3-甲基-2-丁酮和氧化环戊烯的混合物(G)氧化。

如上已提到的，已发现令人惊讶的是甚至这种被污染的4-戊烯醛可选择性地氧化且本发明方法可以高收率和高纯度制备4-戊烯酸。

根据本发明，在步骤(a)中，将包含4-戊烯醛、3-甲基-2-丁酮和氧化环戊烯的混合物(G)氧化以得到4-戊烯酸。根据本发明，该方法可包括其它步骤，例如提纯步骤。