5405-41-4 / 3-羥基丁酸乙酯的制備

背景及概述^[1-3]

手性酯具有特定官能團，是合成手性藥物、手性農用化學品以及香料等物質的重要中間體。3-羥基丁酸乙酯（ethy-3-hydroxybutyrate，EHB）就是一種蘊含潛力的有機中間體，可用來制備許多極具市場價值的醫藥產品；還可通過酯交換縮聚制取聚3-羥基丁酸乙酯(PHB)，以合成醫用材料、包裝材料和光學材料等。光學純3-羥基丁酸乙酯(EHB)是制備多種手性產品的關鍵中間體：(S)-EHB是熏衣草醇、食菌甲誘醇、核球殼菌、格哈菌素、卡包霉素和灰綠霉素前體等天然產物的手性源；(R)-3-EHB則是合成手性藥物的重要中間體，如β-內酰胺酶抑制劑，L-肉堿、亞胺培南等碳青霉烯類抗生素等。

目前，制備光學純3-EHB的制備方法主要有以下三種：①化學法：Lee等人以鹽酸為催化劑，用溶劑萃取法，乙醇醇解聚3-羥基丁酸乙酯，得到光學純(R)-3-羥基丁酸乙酯；②不對稱還原法：于平以乙酰乙酸乙酯為底物，以酵母細胞為生物催化劑，進行轉化反應制得(S)-3-羥基丁酸乙酯；③酶不對稱還原法：大多數報道是用不對稱還原法制備光學純3-EHB，而有關利用酯酶水解拆分的報道卻很少，其中報道大腸桿菌DS-S-75及重組菌DH5a(pKK-E3)催化水解3-羥基丁酸乙酯得到(R)-3-羥基丁酸乙酯，分別反應6h及0.25h后，e.e.s值達到99.5%。

制備^[1-2]

方法1：在體積為50mL的高壓釜中加入，加入3mL的無水乙醇，5mmol的環氧丙烷（Propyleneoxide）、2mol%的1，1，3，3-四烷基胍羰基鈷金屬有機離子液體催化劑a。密閉反應釜，用一氧化碳將反應釜置換3次，密閉反應器。在Schlenk真空線中，室溫下用一氧化碳氣體將反應體系置換三次，充入CO氣體壓力為7.0MPa，由控溫儀控制溫度緩慢升至60C，反應24小時，冷卻至室溫，卸釜，將反應所得的液體用Agilent6890/5973氣質聯用儀進行定性分析、Agilent7890氣相色譜進行定量分析，環氧丙烷的轉化率77%，3-羥基丁酸乙酯選擇性90％。

方法2：一種3-羥基丁酸乙酯化學合成新工藝，包括以下技術方案：

a、在反應釜中加入計量的環氧丙烷和催化劑，乙醇，加熱40~70℃，攪拌緩慢滴加氫氰酸，滴畢，保溫反應0.5~8小時，得3-羥基丁腈反應液；

b、將上述反應液減壓蒸餾，得到3-羥基丁腈產品；

c、稱取3-羥基丁腈加入反應釜中，加入硫酸溶液，升溫至40~60℃，攪拌反應0.5~2小時；

d、向c中滴加乙醇水溶液，溶液升溫至回流，在真空度為3000pa~10000pa下一邊蒸餾乙醇水溶液，一邊繼續反應5~8小時；

e、反應完畢，減壓蒸餾出3-羥基丁酸乙酯產品。

主要參考資料

[1]微生物酯酶催化合成(R)-3-羥基丁酸乙酯

[2]CN201710164080.81，1，3，3-四烷基胍羰基鈷金屬有機離子液體及其制備方法和應用

[3]CN201310443818.63-羥基丁酸乙酯的化學合成新工藝