[發(fā)明專利]法尼基丙酮及其制備方法

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• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN112010744A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 黃敏堅
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢臻智生物科技有限公司
• 主分類號: C07C45/65
• 分類號: C07C45/65;C07C49/203
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發(fā)明涉及化學合成領域，具體涉及法尼基丙酮及其制備方法。該方法包括：將α?法尼烯、乙酰乙酸酯、有機膦配體和金屬催化劑進行第一接觸反應，以便獲得法尼基丙酮酯；將所述法尼基丙酮酯和水或金屬鹽水溶液進行第二接觸反應，以便獲得法尼基丙酮。由該方法制備得到的法尼基丙酮的產(chǎn)量和純度均較高，產(chǎn)量和純度均在98％以上。

技術領域

本發(fā)明屬于化學合成領域，涉及一種法尼基丙酮及其制備方法，具體涉及以α-法尼烯為底物高效地生產(chǎn)法尼基丙酮的方法。

背景技術

近年來，維生素E的需求在不斷增加，異植物醇是合成維生素E和維生素K的重要原料，作為異植物醇的中間體法尼基丙酮需求量也逐年升高。而法尼基丙酮可根據(jù)不同的起始底物進行合成。傳統(tǒng)的合成工藝主要以甲醛、丙酮等為原料進行逐步延長碳鏈，此方法缺點在于不夠經(jīng)濟環(huán)保，且效率較低。CN105384615描述了用橙花叔醇在酸催化下合成法尼基丙酮，該方法后處理較為繁瑣，需要經(jīng)過蒸餾分離，且產(chǎn)率為88％左右。

如何獲得高純度的法尼基丙酮滿足生產(chǎn)的需求，需要進一步改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種法尼基丙酮的制備方法，該制備方法以α-法尼烯為底物在銠金屬催化劑的作用下可以高效地合成法尼基丙酮，α-法尼烯轉(zhuǎn)化率達到99％以上，法尼基丙酮產(chǎn)量達到97％以上。

本發(fā)明的發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)：以法尼烯為原料和乙酰乙酸酯在催化劑的作用下進行縮合反應，可以獲得法尼基丙酮酯，然后進行脫羧反應可以獲得法尼基丙酮。但是在研究過程中，發(fā)明人注意到法尼烯原料不同，會產(chǎn)生不同的結(jié)果。US4460786專利中報道了β-法尼烯與乙酰乙酸酯在銠金屬催化下得到包括法尼基酮酯(a)和法尼基酮酯(b)，但β-法尼烯的轉(zhuǎn)化率只有43.7％，且產(chǎn)物中法尼基丙酮酯(a)與法尼基酮酯(b)是等摩爾，如下面式(I)所示。

即法尼烯在結(jié)構(gòu)上有α和β之分，即分為α-法尼烯和β-法尼烯，兩者合成機理上看，在反應活性上具有一定的差異性，在進行1,4加成反應時，α-法尼烯的反應選擇性要好于β-法尼烯，且β-法尼烯容易產(chǎn)生副產(chǎn)物，如下面式(Ⅱ)所示。

而且在工業(yè)規(guī)模條件下，通過β-法尼烯來合成法尼基丙酮的整個反應過程需要消耗大量的能耗和冷卻水，加上釜體需要反復冷卻加熱，容易造成能源的浪費，也增加了設備的損壞率。法尼基丙酮作為合成維生素E和維生素K等產(chǎn)品的中間體，市場需要十分龐大，能進一步提高法尼基丙酮的產(chǎn)量對相關產(chǎn)業(yè)鏈條的影響也是巨大的，因此，如何進一步提高法尼基丙酮的收率，盡可能降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，一直都是相關生產(chǎn)者追求的目標。

同時在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，通常為了滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要，α-法尼烯和β-法尼烯均需要通過微生物發(fā)酵獲得。而作為微生物發(fā)酵來源的β-法尼烯中常含有其他的異構(gòu)體，導師β-法尼烯的含量約為90％。異構(gòu)體的存在，一方面限制了法尼基丙酮生產(chǎn)效率的提高，另一方面副產(chǎn)物的產(chǎn)生會參與到整個維生素E和維生素K的合成鏈中，導致產(chǎn)品含有雜質(zhì)，并影響最終產(chǎn)品的品質(zhì)。而本發(fā)明申請采用α-法尼烯為底物，一方面α-法尼烯區(qū)別于β-法尼烯的結(jié)構(gòu)，使得其在發(fā)生縮合反應時，不易產(chǎn)生副產(chǎn)物，另一方面，即便是微生物發(fā)酵得來的α-法尼烯原料的純度也更高，應用于工業(yè)生產(chǎn)時，工藝更加可控。由此采用α-法尼烯為底物制備法尼基丙酮，能夠使得法尼基丙酮的產(chǎn)量得到很大的提升。

具體而言，本發(fā)明提供了如下技術方案：

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種法尼基丙酮的制備方法，包括：將α-法尼烯、乙酰乙酸酯、有機膦配體和金屬催化劑進行第一接觸反應，以便獲得法尼基丙酮酯；將所述法尼基丙酮酯和水或金屬鹽的水溶液進行第二接觸反應，以便獲得法尼基丙酮。