3-羟基己酸乙酯(ETHYL 3-HYDROXYHEXANOATE,CAS: 2305-25-1)为无色液体,沸点为90-92 °C(14 mm Hg),密度为0.974 g/mL,分子式为C8H16O3,分子量160.21,其外观如图1所示。
图1. 3-羟基己酸乙酯外观
3-羟基己酸乙酯呈水果香气,天然品存在于橙汁、甜橙油、葡萄柚汁、菠萝、康乃克酒、威士忌、紫西番莲果、黄西番莲果汁、印度木苹果、木瓜等中。3-羟基己酸乙酯是GB2760—96规定为允许使用的食品用香料,用于焙烤制品、早餐谷类、其他谷物制品、冷饮、明胶冻、布丁、饮料(含醇、无醇)、乳制品、水果冰品、糖果、糖霜、果酱、胶姆糖。[1]
3-羟基己酸乙酯是医药、精细化工及聚合物材料方面重要的中间体和分子砌块。可以通过对其进行进一步的反应,引入其他官能团,合成具有特殊结构和性能的化合物,用于药物、香料、化妆品等领域的精细化学品合成。例如利用其制备的聚β‑羟基脂肪酸酯[PHA=poly(β‑hydroxyalkanoates)]具有多种优良特性,包括热塑性、组织亲和性、光学活性、生物可降解性和生物相容性,这些特性使得PHA有广泛的应用。PHA的生物降解性使其在环境中能够被微生物分解,减少环境污染,作为一种理想的生物可降解塑料可制造包装材料、手术缝合线等;同时PHA在医药等领域的高附加值也被不断开发出来。
雷鸣等人[2] 公开了一种基于连续流反应技术合成3‑羟基‑3‑烷基丙酸酯的方法。该方法采用连续流反应装置(图2)进行合成,以乙酸酯、二异丙胺基锂和醛基化合物为原料,经过锂氢交换以及烷基醛加成反应,合成3‑羟基‑3‑烷基丙酸酯。本发明提供的方法,其反应过程易控制,大幅降低了反应操作及过程的危险系数,提高了反应的安全可靠性。同时,该方法不仅显著提高了反应效率,将合成时间由数十小时缩短至数十分钟,甚至十几分钟;而且能够通过通入不同的底物切换制备出不同的3‑羟基‑3‑烷基丙酸酯产物,适用性强,工业应用价值高。
图2. 连续流反应装置示意
3-羟基己酸乙酯的连续流具体工艺:反应前,将管路充满四氢呋喃溶剂,于氮气保护下,将1.0mol/L二异丙胺基锂溶液(LDA)和1.1mol/L乙酸甲酯溶液分别以20mL/min的流速,通过第二连续流实验泵4和第一连续流实验泵2泵入第一混合器7中,第一混合器7的温度控制为‑40℃,混合得第一混合物料,第一混合物料经过第一反应管8进行锂氢交换反应,控制停留时间为2min,生成烷氧羰基乙基锂2;烷氧羰基乙基锂2进一步与以20mL/min的流速泵入第二混合器9中的1.0mol/L正丁醛,在‑40℃下混合得第二混合物料;第二混合物料经过第二反应管10进行亲核加成反应,控制停留时间为1min,生成醇锂中间体4;醇锂中间体4进入淬灭装置11中被饱和氯化铵溶液淬灭,得到3-羟基己酸乙酯粗品,采用产物接收装置12接收。3-羟基己酸乙酯粗品经分液,水相乙酸乙酯萃取,合并有机相,无水硫酸镁干燥。旋蒸溶剂,余液减压精馏得到无色液体产物,即3-羟基己酸乙酯。
参考文献
[1] 陶一竑,汤佳音,汤佳迎. 一种3-羟基己酸乙酯的合成方法. CN 110803989 A.
[2] 雷鸣,周运芬,刘振华,张敏. 一种基于连续流反应技术合成3-羟基-3-烷基丙酸酯的方法. CN 120398679 A.