[发明专利]一种长链二酮合成方法

说明书

本发明公开一种长链二酮的合成方法，该方法包括：以α,ω‑二醇为烷基化试剂，在载体负载的金属和金属氧化物催化下，进行丙酮的烷基化，得到长链二酮产物。本发明使用氧化硅负载的钌‑氧化钠催化剂，催化剂同时具有脱氢、羟醛缩合和加氢等催化活性，一步实现二酮合成，体系无需额外加碱，催化剂活性高并且可以回收套用。与已知合成方法相比，本发明使用价格低廉的α,ω‑‑二醇和丙酮为起始原料，反应简单高效，副产物只有水，经济环保，适宜长链二酮的放大合成。

技术领域

本发明涉及一种高效的长链二酮合成方法，属于精细化工和香精香料领域。

背景技术

麝香酮是天然麝香中最具有生理活性的组分之一，也是麝香珍奇香味的主要来源。麝香酮能起到优异的定香、烘托和圆润等作用，由于天然麝香来源稀缺，价格昂贵，发展麝香酮的人工合成势在必行。经过多年的研究，人们已经发展了多种麝香酮的合成方法，这些方法可以大致分为三类：(1)α,ω-双官能团化合物的分子内关环，(2)环十五烷烯酮的甲基化，(3)环十二烷酮的扩环。其中，以2,15-十六烷二酮为代表的α,ω-双官能团化合物关环法，是目前人们研究最多，发展最成熟的体系；但是目前，该方法并没有实现工业化应用，主要原因是底物2,15-十六烷二酮难于合成，价格昂贵。

早在1951年，Stoll等就以乙酰乙酸乙酯和1,10-癸二溴为原料，氢氧化钠促进反应得到2,15-十六烷二酮，得到的产物收率只有20％(M.,Stoll.Helv.Chim.Acta.1951,34,1817.)。人们为改进该方法进行了大量研究，2002年，Tanabe等人采用有机强碱DBU促进1,10-二溴癸烷和乙酰乙酸乙酯反应，以46％的收率得到2,15-十六烷二酮(Tanabe,Y.；Matsumoto,N.；Higashi,T.；Misaki,T.et.al.Tetrahedron,2002,58,8269.)。2002年，Yamamoto等人利用氢化钠促进1,10-癸二溴和乙酰乙酸乙酯反应，以44％的收率得到2,15-十六烷二酮(T,Yamamoto；M,Ogura；T,Kanisawa.Tetrahedron,2002,58,9209.)。2006年，李云政等人采用相转移催化剂，碳酸钾做碱，实现了1,10-二溴癸烷和乙酰乙酸乙酯的缩合，粗产物不经分离，直接水解合成2,15-十六烷二酮，收率达79％(姚书扬，李云政，张青山，郭炳南.精细化工,2006,23,463.)。以1,10-癸二溴为原料合成2,15-十六烷二酮，需要消耗过量的碱，产生大量的溴盐固废和废水，不适宜工业化生产。

近些年来，借氢策略即以醇代替传统的卤代物，来实现底物的烷基化，因为其副产物只有水，借氢策略反应得到了快速的发展，许多均相或非均相的过渡金属催化剂被用来催化该反应。例如Ishii等人以Ir/PPh₃(10mol％)和氢氧化钾(40mol％)为催化剂，实现了1,10-癸二醇对丙酮的烷基化，以77％的收率得到2,15-十六烷二酮。虽然2,15-十六烷二酮的收率很高(77％)，但是该体系需要10mol％的金属铱和三苯基膦，催化剂昂贵且无法回收利用(Y.Iuchi；M.Hyotanishi；B.E.Miller；K.Maeda；Y.Obara；Y.Ishii.J.Org.Chem.2010,75,1803-1806.)。Park等人以氧化铝负载钯(0.2mol％)和磷酸钾(300mol％)为催化剂，实现了丁醇对丙酮的烷基化，以92％的收率得到6-十一烷酮(M.S.Kwon；N.Kim；S.H.Seo；I.S.Park；R.K.Cheedrala；J.Park.Angew.Chem.Int.Ed.2005,44,6913-6915.)。

以1,10-癸二醇和丙酮为起始原料，可以高效的合成2,15-十六烷二酮，但是目前所报道反应体系催化剂用量均比较大，而且无法实现催化剂的套用。此外，现有反应体系都需要加入亚当量甚至过量的碱，才能有效的催化反应进行，碱无法回收套用，产生大量的碱固废。如果能发展一种高效，可以回收套，同时负载的金属和碱的非均相催化剂，来实现1,10-癸二醇对丙酮的烷基化反应，必将有力的促进2,15-十六烷二酮的规模化生产。

发明内容