[发明专利]一种反式2-甲基-2-戊烯酸的合成方法

说明书

本发明采用Reppe合成法制备草莓酸，首先以间戊二烯、一氧化碳和水为原料，以贵金属铑盐和有机膦配体为催化剂，得到2‑甲基‑3‑戊烯酸的顺反异构中间体，然后所得中间产物经异构化反应生成反式2‑甲基2‑戊烯酸，即反式草莓酸。

技术领域

本发明涉及一种以烯烃为原料，合成酸的反应，具体地说，涉及一种反式2-甲基2-戊烯酸的合成方法，属于精细化工和香精香料领域。

背景技术

草莓酸又称2-甲基-2-戊烯酸，天然存在于草莓中，多为反式体，是国标《GB 2760-1996》中规定允许使用的食用香料，不仅具有新鲜草莓香气，且带有甜润的浆果样香气和酸味，且风味醇厚浓郁而又持久。主要用于调配食用草莓、山楂、乳酪、覆盆子和热带水果等香精；还可以用于制造柑橘香味食品香料，直接用于饮料和食品加工。除应用于食用香精外，草莓酸还应用于日化香精配方中。

目前，2-甲基2-戊烯酸主要有6种合成方法：

1、以2-戊酮为起始原料，与氰化钠亲核加成，经氰基水解、顺反异构等4步反应合成草莓酸。此法使用剧毒氰化物，对环境与生命危害极大；且2-甲基-2-羟基戊羧脱水产物为(Z)-2-甲基-2-戊烯酸，其热异构转化率不理想。

2、以2-甲基戊酸为起始原料，经α-溴代、酯化、水解脱水、皂化和酸化等5步反应合成了草莓酸，此法反应步骤多，收率不高，工业应用效益不明显。

3、以α-二乙基膦酰基丙酸乙酯为起始原料，经与NaH作用和皂化继而酸化等2步处理获得了反式2-甲基-2-戊烯酸。此法原料难得，且要用到 NaH，未见有工业化生产报道。

4、丙醛和丁酮在硫酸催化下缩合制得3-甲基-3-己烯-2-酮；后经卤仿反应得到草莓酸，此法收率不高。

5、以2-溴丙酸乙酯为原料，先和Zn反应，乙醚溶剂中，再在酸性条件下与丙醛反应，生成3-羟基-2-甲基戊酸乙酯，然后加热，脱水生成2- 甲基-2-烯丙基乙酸乙酯；再经水解、酸化生成2-甲基-2-戊烯酸。

6、丙醛经羟醛缩合反应得到2-甲基-2-戊烯醛，烯醛经选择性氧化可生成相应的2-甲基-2-戊烯酸，最后经分离可方便地获得草莓酸。该法具有原料价廉易得、反应条件温和的优点，适合于大规模工业化生产。

此外，2-甲基-2-戊烯醛还可通过肟化、脱水成腈、水解等3步反应来合成草莓酸，反应步骤多、副产物复杂，产品分离难度大，不适用于工业化生产。

在以上的草莓酸合成方法中，工艺6为当前草莓酸制备的主流工业化生产方法，即：首先以丙醛为起始原料，在碱催化剂作用下发生羟醛缩合反应生成反式2-甲基-2-戊烯醛；随后反式2-甲基-2-戊烯醛在氧化剂的作用下发生氧化反应制备得到反式2-甲基-2-戊烯酸，即反式草莓酸。该工艺的重难点主要集中于氧化反应步骤上，根据文献报道，应用最广泛的氧化工艺主要有硝酸银/氧化银工艺、亚氯酸钠工艺以及催化氧化工艺。

1988年《香精香料化妆品》第一期和美国专利US3162682分别报道了以硝酸银和氧化银为氧化剂的反应。该工艺虽然路线较成熟，但所用氧化剂价格昂贵、供应困难，工艺生产成本高、三废量大，不符合现代化生产的要求。