[发明专利]一种4-二烃氧基膦酰基-2-甲基-2-丁烯酸烃基酯的合成方法

说明书

本发明公开了一种4‑二烃氧基膦酰基‑2‑甲基‑2‑丁烯酸烃基酯的合成方法。本发明在气体保护以及催化剂存在条件下，将2‑甲基‑2‑羟基‑3‑丁烯酸烃基酯(I)与亚磷酸三烃基酯混合，加热反应制得4‑二烃氧基膦酰基‑2‑甲基‑2‑丁烯酸烃基酯。本发明使用的原料易得，价格低廉，具有反应步骤少而且收率高，废弃物排放量少而且容易处理，易于实现工业化的优点。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体而言，涉及一种4-二烃氧基膦酰基-2-甲基-2-丁烯酸烃基酯的合成方法。

背景技术

4-二烃氧基膦酰基-2-甲基-2-丁烯酸烃基酯(结构如下式II′所示：)是一种重要的有机合成中间体，其主要用途是通过Horner–Wadsworth–Emmons反应合成共轭多烯羧酸及其衍生物，特别是用于类胡萝卜素领域中的β-阿朴-8′-胡萝卜素酸乙酯和β-阿朴-4′-胡萝卜素酸乙酯的合成。

由于化合物(II′)的重要性，人们从20世纪60年代开始就已经对它的合成方法进行研究。对于该化合物的合成，文献报道的方法很多，但是无一例外的，这种带有膦酰基结构化合物的制备都需要先制备相应的卤代烃，再通过Michaelis-Arbuzov反应来得到。以下为现有技术中有代表性的四种合成方法：

(1)US4937308报道了一种以2-乙烯基丙酸乙酯作为原料的合成方法，具体的：2-乙烯基丙酸乙酯与卤素发生加成反应，然后在碱性条件下脱去一分子卤化氢，得到2-甲基-4-卤-2-丁烯酸乙酯；最后，将其与亚磷酸三乙酯发生Michaelis-Arbuzov反应得到目标产物。反应路线如下所示：

(2)US5717128报道了一种以2-甲基-2-羟基-3-丁烯酸乙酯作为中间体的合成方法。具体的：2-甲基-2-羟基-3-丁烯酸乙酯与三卤化磷发生异构化卤代反应，得到2-甲基-4-卤-2-丁烯酸乙酯；然后，将其与亚磷酸三乙酯发生反应得到目标产物。反应路线如下所示：

(3)CN104513164报道了一种以丙酮酸乙酯作为原料的合成方法。具体的：丙酮酸乙酯与氯乙烯格氏试剂反应得到2-甲基-2-羟基-3-丁烯酸乙酯；然后，与卤化氢反应得到2-甲基-4-卤-2-丁烯酸乙酯；最后，与亚磷酸三乙酯发生反应得到目标产物。反应路线如下所示：

(4)CN103113404报道了一种以2-二烃氧基膦酰基乙醛作为原料的合成方法。具体的：2-二烃氧基膦酰基乙醛与2-三苯基膦叶立德丙酸烃基酯反应得到目标产物。

该方法中的合成路线看似不用经过卤代烃和Michaelis-Arbuzov反应。而事实上，该路线的原料2-二烃氧基膦酰基乙醛是需要用卤代乙醛和相应的亚磷酸酯通过Michaelis-Arbuzov反应来合成的。其合成路线可参考如下：

由此可见，在现有的方法中，Michaelis-Arbuzov反应是合成化合物(II)必须经历的步骤。而经典的Michaelis-Arbuzov反应却存在一些难以克服的问题：(1)必须先制备卤代烃，制备的过程不可避免的产生较多废弃物，比如上述路线中的副产物无机盐和亚磷酸，而且卤原子最终以卤代烃的形式作为副产物排出，并非产物必不可缺少的部分；(2)Michaelis-Arbuzov反应伴随着一分子的低沸点卤代烃的生成，这一分子的卤代烃也能和亚磷酸酯原料发生副反应，不断消耗亚磷酸酯原料，并生产另一个膦酸酯副产物。其结果是生成了对环境不友好的废弃物的同时，也增加了亚磷酸酯原料的消耗，提高了产品的合成成本。