專利名稱：制備3,3－二甲基丁酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備3，3-二甲基丁酸的新方法。
大家知道3，3-二甲基丁酸是通過在硫酸和BF3中將叔丁基醇或叔丁基氯與1．1-二氯乙烯反應(yīng)獲得的。問題在于1．1-二氯乙烯工業(yè)上的可獲得性和BF3的處理。此外，已知2-芳基-2-氧代羧酸能夠通過與水合肼反應(yīng)被還原并隨后與堿共熱(Wolff-Kishner還原反應(yīng))生成2-芳基乙酸(見，例如Monath．Chem．1952，83，883，J．Med．Chem．1972，15，1029和J．Heterocycl．Chem．1990，27，1489)。
本發(fā)明的目的是提供一種適于工業(yè)生產(chǎn)3，3-二甲基丁酸的簡單的方法。
因此，本發(fā)明提供用于制備式(I)的3，3-二甲基丁酸的方法
其特征在于，將式(II)的三甲基丙酮酸
只要在一種適當(dāng)?shù)南♂寗┐嬖谙?，與水合肼反應(yīng)以生成式(III)的腙
并且隨后，只要在一種適當(dāng)?shù)南♂寗┐嬖谙?，用一種堿處理。
本發(fā)明的方法選擇性地和高產(chǎn)率地提供3，3-二甲基丁酸。這令人驚異，因?yàn)楦鶕?jù)現(xiàn)有技術(shù)，本來預(yù)期叔-丁基二羥基乙酸脫去羧基非常容易，一旦與胺衍生物(例如苯胺)共熱，即生成三甲基乙醛(Houben-Weyl，Methoden derorganischen Chemie，Volume VII／l，page 320)。
此外，在200-220℃，熱消除CO2導(dǎo)致新戊酸比率提高(J．Org．Chem．35，3726(1970))。這與α-氧代羧酸非常容易脫去羧基的這種一般陳述相符合(houben-Weyl，Volume VII／l，page 317)。
使用，例如以三甘醇作為稀釋劑和氫氧化鉀作為堿，根據(jù)本發(fā)明的方法的過程可以用下列方程表示
根據(jù)本發(fā)明制備的式(II)的3，3-二甲基丁酸是已知的(見，例如，J．Org．Chem，6，132(1941))。
用作原料的(式II)的三甲基丙酮酸是已知的(見Houben-Weyl，Methodender Organischen Chemie，Volume VII／l，page 320)并且可以從市場上購到或用簡單的方法將頻哪酮氧化成為叔-二羥基乙酸來制備。
式(III)的肼和水合肼也是已知的(見，J．Prakt．Chem．152，324(1939))。
適于本發(fā)明的方法的第一步驟的稀釋劑是下列溶劑醇類，特別是多元醇，例如二甘醇和三甘醇(triethylene glycol)，還有甲醇、乙醇、正-或異-丙醇、正-、異-、仲-或叔-丁醇、辛醇、己醇，等，乙二醇、丙-1，2-二醇、乙氧基乙醇、甲氧基乙醇、二甘醇一甲基醚、二甘醇一乙基醚或亞砜，例如二甲基亞砜；砜，例如四氫噻吩砜或它們的混合物。
優(yōu)選使用三甘醇和二甘醇。
適于本發(fā)明的方法的第二步驟的稀釋劑是下列溶劑醇類，特別是多元醇，例如二甘醇和三甘醇，還有甲醇、乙醇、正-或異-丙醇、正-、異-、仲-或叔-丁醇、辛醇、己醇，等，乙二醇、丙-1，2-二醇、乙氧基乙醇、甲氧基乙醇、二甘醇一甲基醚、二甘醇一乙基醚或亞砜，例如二甲基亞砜。
優(yōu)選使用三甘醇和二甘醇。
用于實(shí)施本發(fā)明的方法的第二步驟的優(yōu)選的堿是堿金屬氫氧化物或堿金屬醇鹽。例子有氫氧化鈉、氫氧化鉀和乙醇鈉和叔丁醇鈉。
優(yōu)選使用氫氧化鉀或氫氧化鈉。
本發(fā)明的方法的第一步驟在0℃-200℃之間，優(yōu)選在20℃-180℃的溫度之間進(jìn)行。
本發(fā)明的方法的第二步驟在100℃-280℃之間，優(yōu)選在100℃-250℃的溫度之間進(jìn)行。
二個(gè)步驟一般都在大氣壓下進(jìn)行。
在實(shí)施本發(fā)明的方法時(shí)，在第一步驟中每摩爾式(II)的化合物使用1-10摩爾，優(yōu)選1-7摩爾的水合肼。
在第二步驟中，每摩爾式(III)的化合物使用1-10摩爾，優(yōu)選1-7摩爾的堿。
本發(fā)明的方法的第一步驟一般是通過在合適的稀釋劑里將三甲基丙酮酸與水合肼共熱直到反應(yīng)結(jié)束，如果需要，共沸除去水。
為了加工，將醇溶劑在減壓下蒸發(fā)至干燥。形成的腙一般可以直接用于第二步驟。
本發(fā)明的方法的第二步驟一般是通過將由第一步驟得到的式(III)的化合物與上述量的堿在合適的稀釋劑中在上述的溫度下共熱直到氣體放出(去除氮)結(jié)束來進(jìn)行的。
為了加工，將反應(yīng)混合物與例如水混合，并且酸化，產(chǎn)物用一種合適的萃取劑萃取，隨后蒸餾。
合適的萃取劑的例子有脂族、脂環(huán)或芳族烴，例如石油醚，己烷、庚烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯或萘烷；鹵化烴，例如氯苯、二氯苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷或三氯乙烷；醚類，例如二乙醚、二異丙基醚、甲基丁基醚、甲基叔-戊基醚、1，2-二甲氧基乙烷或1，2-二乙氧基乙烷；腈類，例如乙腈、丙腈、正-或異-丁腈或芐腈；酯類，例如乙酸甲酯或乙酸乙酯。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)特殊的實(shí)施例，式(III)的中間體不是分離的，而是將第一和第二步驟結(jié)合在一起并且作為一釜反應(yīng)進(jìn)行。
例如，通過將式(II)的化合物、水合肼和堿在一種合適的溶劑里(見上文)在回流下加熱直到再?zèng)]有腙形成，蒸發(fā)掉過量的水合肼并繼續(xù)加熱殘留物直到氣體放出結(jié)束為止。隨后，將產(chǎn)物加工，例如如上文所述。
3，3-二甲基丁酸作為中間體可以用于殺蟲劑、殺菌劑或除草劑有效化合物的合成(見，例如，EP-A-0 528 156)。
實(shí)施例將28g三甲基丙酮酸、30g水合肼和62．8g的氫氧化鉀在200ml的三甘醇(triethylene glycol)中，在回流溫度下加熱2小時(shí)。過量的水合肼隨后被蒸餾掉而加熱繼續(xù)繼續(xù)直到氣體放出停止為止。內(nèi)部溫度達(dá)到190-200℃。冷卻之后，將混合物與300ml的H2O混合并用濃鹽酸將pH調(diào)節(jié)到2。含水相用甲苯反復(fù)萃取，混合的有機(jī)相進(jìn)行分餾。在66-68℃和8mbar下，分離出22．4g(理論值，90％)的3，3-二甲基丁酸。
權(quán)利要求
1.式(I)的3，3-二甲基丁酸的制備方法
其特征在于，將式(II)的三甲基丙酮酸
若在一種適當(dāng)?shù)南♂寗┐嬖谙?，與水合肼反應(yīng)以生成式(III)的腙
并且隨后，若在一種適當(dāng)?shù)南♂寗┐嬖谙?，用一種堿處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備3,3－二甲基丁酸的新方法,通過三甲基丙酮酸與水合肼反應(yīng)并將生成的粽用堿處理。
文檔編號(hào)C07C53/00GK1205325SQ9810297
公開日1999年1月20日 申請日期1998年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月10日
發(fā)明者U·斯特澤 申請人:拜爾公司