2-乙基丁酸的应用与合成

2024/8/20 8:43:22 作者:电离式

介绍

2-乙基丁酸(2-Ethylbutyric Acid)是一种有机化合物,分子式为C6H12O2,具有较低的毒性。它在常温常压下是一种透明液体,具有较淡的干酪和霉胯气味。它具有一定的水溶性,并且能与醇、醚、苯相混溶。

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图一 2-乙基丁酸

应用

2-乙基丁酸广泛用作染料和医药中间体,同时也用作增塑剂、调味剂、干燥剂、表面覆涂剂、防腐剂,亦可用作化妆品的原料,同时我国GB2760-86规定为允许使用的香料。从化学结构上看,它含有一个羧酸基团(-COOH),这使得它具有酸性,并且能够与醇类有机化合物发生酯化反应生成酯,这种反应在香料合成中非常重要。

此外,2-乙基丁酸的分子结构中含有一个较长的碳链和分支,使得其溶解性和挥发性较好。它能够在水性体系中使用,同时,它还可以与醇、醚、苯等有机溶剂混溶,这增加了它在增塑剂配方中的适用性。在增塑剂方面,它可以作为酯类和染料的中间体,用于制造增塑剂、润滑剂的原料。如此多的功能性使得它在塑料和涂料工业中具有广泛的应用前景。

合成

李进都[1]等人提供了一类新的2-乙基丁酸的制备方法,其特征是通过丙醛和乙基卤化镁反应得到3-戊醇,3-戊醇制备得到3-卤代戊烷,然后3-卤代戊烷制备成格氏试剂与二氧化碳反应得到产品。该方法原料易得,原子经济性高,工业化成本低,从而避免了传统合成方法的一些缺陷,他提出的合成工艺路线如下:

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图二 2-乙基丁酸的合成路线

第一步:3-戊醇的合成

在氮气保护下,向装有回流冷凝管的四口烧瓶中,加入15.2g镁屑(0.63 mol),加入400 ml无水四氢失喃,加入7g溴乙烷,加热到40-50℃,搅拌至引发,然后控制反应温度40-50℃,滴加58g溴乙烷和100 mL四氢呋喃的混合液,加毕回流半小时,降至室温。控制温度低于45℃,将32g丙醛(0.55 mol)的200 ml甲苯溶液缓慢滴加到格氏溶液中,加毕回流1小时,然后冷却至室温,用饱和氯化铵溶液淬灭反应,分出有机层,用150m1甲苯提取二次水层,合并有机层,用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,过滤,精馏得43.7g 3-戊醇。

第二步:3-氯代戊烷的合成

17.6g 3-戊醇(0.2 mol)和250 ml二氯甲烷加入到反应瓶中,然后室温下,加入31.6g 吡啶(0.4mol),降温到0℃以下,加入53g苯磺酰氯(0.3mol),室温搅拌反应24小时,加入250 ml水淬灭反应,有机层用300ml稀盐酸洗涤,300 ml水洗涤,疏酸镁干燥,蒸干得43g苯磺酸酯;把苯磺酸酯溶于450 ml四氢呋喃中,氮气保护下,加入15g氯化锂(0.36 mol)和4.5g 氯化锰(36 mmol)回流反应12小时(GC检测反应进程),加入500 ml水,加入150 ml*3环己烷提取,有机相干燥,精馏得15.1g 3-氯代戊烷。

第三步:2-乙基丁酸的合成

在氮气保护下,向装有回流冷凝管的四口烧瓶中,加入7.6g镁屑(0.32mol),加入300ml无水四氢呋喃和几粒碘,加入4g 3-氯代戊烷,加热到50~55℃,搅拌至引发,然后控制微回流,滴加28g3-戊烷和80ml四氢呋喃的混合液,加毕回流半小时,降至-10℃到-5℃之间,控制此温度范围,缓慢通如二氧化碳到格氏溶液中,反应瓶不再增重后,缓慢升至室温,搅拌1小时,用饱和氯化铵溶液淬灭反应,在20~30℃下滴加36% HCl,至pH值在2-3,在20~30℃下搅拌1小时,加入200ml*2乙谜提取,分液,合并有机层,用饱和食盐水洗涤,有机层用无水MgSO4干燥2小时,过滤,精馏,收集2-乙基丁酸21.4g。

参考文献

[1]李进都,岳珊珊,王相泉,等.一类新的2-乙基丁酸的制备方法[P].山东:CN201510951533.2,2017-06-27.

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