3-羟基丁酸乙酯的制备

背景及概述^[1-3]

手性酯具有特定官能团，是合成手性药物、手性农用化学品以及香料等物质的重要中间体。3-羟基丁酸乙酯（ethy-3-hydroxybutyrate，EHB）就是一种蕴含潜力的有机中间体，可用来制备许多极具市场价值的医药产品；还可通过酯交换缩聚制取聚3-羟基丁酸乙酯(PHB)，以合成医用材料、包装材料和光学材料等。光学纯3-羟基丁酸乙酯(EHB)是制备多种手性产品的关键中间体：(S)-EHB是熏衣草醇、食菌甲诱醇、核球壳菌、格哈菌素、卡包霉素和灰绿霉素前体等天然产物的手性源；(R)-3-EHB则是合成手性药物的重要中间体，如β-内酰胺酶抑制剂，L-肉碱、亚胺培南等碳青霉烯类抗生素等。

目前，制备光学纯3-EHB的制备方法主要有以下三种：①化学法：Lee等人以盐酸为催化剂，用溶剂萃取法，乙醇醇解聚3-羟基丁酸乙酯，得到光学纯(R)-3-羟基丁酸乙酯；②不对称还原法：于平以乙酰乙酸乙酯为底物，以酵母细胞为生物催化剂，进行转化反应制得(S)-3-羟基丁酸乙酯；③酶不对称还原法：大多数报道是用不对称还原法制备光学纯3-EHB，而有关利用酯酶水解拆分的报道却很少，其中报道大肠杆菌DS-S-75及重组菌DH5a(pKK-E3)催化水解3-羟基丁酸乙酯得到(R)-3-羟基丁酸乙酯，分别反应6h及0.25h后，e.e.s值达到99.5%。

制备^[1-2]

方法1：在体积为50mL的高压釜中加入，加入3mL的无水乙醇，5mmol的环氧丙烷（Propyleneoxide）、2mol%的1，1，3，3-四烷基胍羰基钴金属有机离子液体催化剂a。密闭反应釜，用一氧化碳将反应釜置换3次，密闭反应器。在Schlenk真空线中，室温下用一氧化碳气体将反应体系置换三次，充入CO气体压力为7.0MPa，由控温仪控制温度缓慢升至60C，反应24小时，冷却至室温，卸釜，将反应所得的液体用Agilent6890/5973气质联用仪进行定性分析、Agilent7890气相色谱进行定量分析，环氧丙烷的转化率77%，3-羟基丁酸乙酯选择性90％。

方法2：一种3-羟基丁酸乙酯化学合成新工艺，包括以下技术方案：

a、在反应釜中加入计量的环氧丙烷和催化剂，乙醇，加热40~70℃，搅拌缓慢滴加氢氰酸，滴毕，保温反应0.5~8小时，得3-羟基丁腈反应液；

b、将上述反应液减压蒸馏，得到3-羟基丁腈产品；

c、称取3-羟基丁腈加入反应釜中，加入硫酸溶液，升温至40~60℃，搅拌反应0.5~2小时；

d、向c中滴加乙醇水溶液，溶液升温至回流，在真空度为3000pa~10000pa下一边蒸馏乙醇水溶液，一边继续反应5~8小时；

e、反应完毕，减压蒸馏出3-羟基丁酸乙酯产品。

主要参考资料

[1]微生物酯酶催化合成(R)-3-羟基丁酸乙酯

[2]CN201710164080.81，1，3，3-四烷基胍羰基钴金属有机离子液体及其制备方法和应用

[3]CN201310443818.63-羟基丁酸乙酯的化学合成新工艺