3-羟基丁酸的合成方法

简介

3-羟基丁酸兼具优异的生物相容性和生物可降解性能，目前主要应用于医疗领域，被认为是极具应用前景的生物可降解材料。但其成本高以及加工性能差，导致3-羟基丁酸在日常生活中的应用受到了一定程度上的限制[1]。

合成

图1 3-羟基丁酸的合成路线

将柠檬酸（0.2 mmol）和1当量双（4-氯苯基）二硫化物（5.7 mg，0.02 mmol）加入装有聚四氟乙烯涂层磁力搅拌棒的10 mL小瓶中。用隔膜盖密封小瓶。通过三次重复的真空再填充循环，将内部大气与氮气交换。向所得混合物中加入8 mL在脱气的1,2-二氯乙烷中的0.25 mM光催化剂溶液（用氮气喷射20分钟），然后加入2,6-二甲基苯胺（4.7μL，0.04 mmol）。用氮气将所得混合物再喷洒5分钟。用聚四氟乙烯胶带密封小瓶。在剧烈搅拌下，用8W蓝色LED（λmax=460nm）照射小瓶（距离光源约4cm处）。14小时后，在真空下将溶剂减少至约1毫升。通过快速柱色谱法纯化粗混合物（从己烷/乙酸乙酯70:30到乙酸乙酯的梯度洗脱液）得到标题化合物3-羟基丁酸。合成路线如图1所示[2]。

图2 3-羟基丁酸的合成路线

3-氧代丁酸酯的加氢在氩气气氛下用橡胶隔膜密封的Schlenk管中，将基质（1当量）加入到预催化剂[Ru（对-西敏）I（RR-12a）]+I-（0.01当量）中，然后加入20ml蒸馏甲醇。将溶液搅拌30分钟，然后转移到带有套管的高压釜中。配备有温度控制和磁力搅拌器的不锈钢高压釜（200mL）在使用前用氢气吹扫5次。在转移反应混合物之后，对高压釜加压，然后加热至所需值。在反应结束时，排出高压釜，通过在纤维素短垫（DOWEX 50）上过滤除去催化剂，并蒸发溶剂得到3-羟基丁酸。转化率通过1H-NMR测定，产率（66%）。合成路线如图2所示。

参考文献

[1]王之乐. 成核改性对3-羟基丁酸结晶性能的影响[D]. 江苏科技大学, 2022. DOI:10.27171/d.cnki.ghdcc.2022.000350。

[2]杨坚,陈润宇,杨晨等.3-羟基丁酸的合成研究进展 [J]. 高分子通报, 2023, 36 (07): 851-860. DOI:10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.07.007