[发明专利]制备3,3－二甲基丁醛的方法

说明书

                        发明背景

发明领域

本发明涉及通过在硅胶的存在下将汽化的1，2-环氧-3，3-二甲基丁烷区域选择性异构化，以非常经济的方式制备3，3-二甲基丁醛的方法。本发明还涉及通过用二甲基二氧杂环丙烷氧化由3，3-二甲基丁烯制备1，2-环氧-3，3-二甲基丁烷的方法。

背景技术

很早以前就已知道环氧化物向羰基化合物的重排。例如，见Smith，J.G.Synthesis，629(1984)。例如，通过使用在二甲基醚中的高氯酸锂(LPDE)以区域特异性的方式已将环氧化物转变为醛。Sudha，R.等，J.Org.Chem.61，1877(1996)。但是，此参考文献公开了非环末端的烯烃环氧化物，如1，2-环氧己烷，在LPDE介质中不反应。

另外，Lemini，C.等，Synth.Commun.25，2695(1995)提供了另一个实例，其报告了芳基单取代的和2-芳基，2-甲基二取代的环氧乙烷向醛的转变，其中使用在溶液中的硅胶作为试剂，反应在非常温和的条件下进行。美国专利2660609直接针对烯烃氧化物如环氧乙烷、1，2-环氧丙烷或1，2-环氧丁烷向醛的异构化反应，该反应在气相中使用硅胶或流动形式的漂白土进行。但是，这些参考文献没有公开或建议使用硅胶进行3，3-二甲基丁醛的区域特异性异构化反应。

但是，后者文献也公开了用二氧化硅将1，2-环氧烷异构化为酮和醇以及醛的反应。此重排根据使用的试剂、反应条件和取代基得到不同的产物(醛、酮或醇)(环氧化物向醛的异构化反应综述：J.G.，Synthesis 1984，637；Rickborn，B.《综合有机合成(Comprehensive Organic Synthesis》，ed.B.M.Trost，I.Flemming和G.Pattenden，Pergamon，Oxford，1991，vol.3，p.733-775)。因此，叔丁基的行为不是从直链或其它支链烷烃的行为中可以预见的。例如，用三氟化硼乙醚化物进行1，2-环氧烷烃的重排(House，H.，J.Amer.Chem.Soc.1955，77，5083；其中R是烷基)只得到了醛，而没有酮，而当R是叔丁基时，得到了产物和起始物的混合物(未公开结果)。用LiBr-碱性氧化铝只形成了酮，频那酮(为公开结果)。Rickborn和Gerkin也观察到了用LiBr-HMPA进行的1，2-环氧烷烃重排反应中烷基的作用(Rickborn，B.和Gerkin，R.M.，J.Am.Chem.Soc.1971，93，1693)。因此，对正烷基或某些支链烷基有效的条件对叔丁基不一定有效。

3，3-二甲基丁醛是制备甜味剂N-[N-(3，3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰基]-L-苯丙氨酸的有用中间体，公开于美国专利5480668和5510508。因此，非常需要经济且特异性的制备此中间体的方法。

                         发明概述

本发明涉及制备3，3-二甲基丁醛的方法，该方法包括在硅胶的存在下将汽化的3，3-二甲基-1，2-环氧丁烷异构化的步骤。本发明还涉及上述方法，其进一步包括在异构化步骤前将3，3-二甲基丁烯氧化为3，3-二甲基-1，2-环氧丁烷的步骤。本发明的另一个实施方案还涉及通过用二甲基二氧杂环丙烷处理3，3-二甲基丁烯制备3，3-二甲基-1，2-环氧丁烷的方法。

本发明的方法使3，3-二甲基丁醛的制备可重现并非常经济，于是在自阿司帕坦衍生的甜味剂的制备中用此醛是商业可操作的。

                         发明详述

本发明的方法为通过使用硅胶将汽化的3，3-二甲基-1，2-环氧丁烷区域特异性异构化为3，3-二甲基丁醛提供了手段。

典型的硅胶包括Merck硅胶，60级，7754级，10180级及10184级，由Aldrich Chemical Co.，Milwarkee，Wisconsin提供。一般来说，这些硅胶粒度为约70至230目。

3，3-二甲基丁醛的制备，包括将3，3-二甲基-1，2-环氧丁烷与硅胶混合一段时间，并在足够的压力和温度下在气相中形成3，3-二甲基丁醛。总的来说，反应温度为约200℃至约400℃，而反应压力根据反应器的头部空间，一般升高至，例如，约500至850psi，优选约650至750psi。反应时间一般为约2至约72小时。