介紹

3-羥基丁酸的化學(xué)式為分子式：C?H?O?，外觀為淡黃色透明液體，分子結(jié)構(gòu)中含有羥基和羧基，能夠發(fā)生酯化反應(yīng)生成相應(yīng)的酯類化合物。

圖一 3-羥基丁酸

合成

將0.1 g制備的催化劑分散在10 mL初始濃度為10 g/L的1,3-丁二醇水溶液中，密封反應(yīng)釜，用氧氣置換反應(yīng)釜中的空氣，并充入2.0 MPa的壓力。將反應(yīng)釜置于油浴中，當(dāng)釜內(nèi)溫度達(dá)到70°C時(shí)，打開攪拌開始反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2-14小時(shí)。反應(yīng)后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)溶液離心進(jìn)行定量分析。表1顯示了不同反應(yīng)時(shí)間下由2%Pt-7.5%Sb/C獲得的1,3-丁二醇的轉(zhuǎn)化率和3-羥基丁酸的收率。該方法可用于通過選擇性氧化1,3-丁二醇制備2%Pt-7.5%的3-羥基丁酸，具有高活性、高選擇性和高穩(wěn)定性的Sb/C催化劑，該催化劑在70°C和14小時(shí)的反應(yīng)條件下可實(shí)現(xiàn)95.5%的1,3-丁炔二醇轉(zhuǎn)化率和78.3%的3-羥基丁醇收率。目標(biāo)產(chǎn)物3-羥基丁酸在該催化劑上相對(duì)穩(wěn)定，目標(biāo)化合物的收率隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加[1]。

圖二 3-羥基丁酸的合成

向反應(yīng)容器中加入300 g水，在攪拌下向其中加入150 g 3-羥基丁酸酯或3-羥基丁酸甲酯，并溶解。加入156 g氫氧化鉀，然后將溫度升至45°C，進(jìn)行24小時(shí)的恒定反應(yīng)。反應(yīng)完成后，在40°C或更低的溫度下蒸餾出水，并將溫度降至0°C。加入異丙醇，攪拌12小時(shí)，冷卻至0°C以下結(jié)晶。在0°C-5°C下孵育24小時(shí)，通過抽濾分離，用乙醇洗滌固體。在55°C下干燥后，以95.1%的收率獲得176 g 3-羥基丁酸產(chǎn)物[2]。

圖三 3-羥基丁酸的合成2

使用Radley低壓玻璃反應(yīng)器（50ml）進(jìn)行反應(yīng)。將水中的丁二醇（20ml，0.6M）和催化劑（丁二醇/金屬比2000）加入反應(yīng)器中，然后用氧氣（3 bar）加壓。在恒定攪拌（1000rpm）下將反應(yīng)混合物加熱至100℃并反應(yīng)24小時(shí)，然后冷卻至室溫并分析產(chǎn)物3-羥基丁酸[3]。

圖四 3-羥基丁酸的合成3

參考文獻(xiàn)

[1]鐘子欣,張文陽,周茹茹,等.1,3-丁二醇選擇性氧化制備3-羥基丁酸的合成方法及催化劑[P].浙江省:CN202210462302.5,2022-07-22.

[2]Ryabenkova Y ,Miedziak J P ,Knight W D , et al.Heterogeneously catalyzed oxidation of butanediols in base free aqueous media[J].Tetrahedron,2014,70(36):6055-6058.

[3]呼延旺.一種制備3-羥基丁酸鹽的方法[P].上海市:CN201811432860.7,2019-02-22.