本申请是申请日为2003年3月25日、国家申请号为03807201.7、发明名 称为“制造β-羟基羧酸衍生物的方法”的专利国际申请(PCT/US03/09095) 的分案申请。
相关申请案声明
本申请要求于2002年3月25日提交的临时申请06/367301的优先权，该 临时申请全文在此引入。
技术领域
本发明涉及β-羟基羧酸衍生物的制备。
背景技术
羟基羧酸(HCA)是一类特别有趣和有用的化合物。它们自身是双官能的， 因此能发生多种化学变化。羟基和羧酸基这两种官能团在一定的条件下，能彼 此独立地发生反应，因此每种基团都能产生经典的衍生物，而且在其它情况下 还可能互相作用影响它们正常的化学反应性。另一个使人感兴趣的是，两种官 能团之间发生导致生成二聚，低聚，和重要的是聚合物质的反应的可能性。对 于β-羟基羧酸(β-HCA)而言，还可能通过失去羟基和相邻的氢原子而发生脱 水反应。这种脱水反应会导致形成α，β-不饱和羧酸，其本身也是一类重要的化 合物。
两种常见和商业重要的α，β-不饱和羧酸是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯系。丙 烯酸，丙烯酸盐和丙烯酸酯用于制造聚丙烯酸，聚丙烯酸盐和聚丙烯酸酯。这 些物质可以用作表面涂料，粘合剂和密封剂，吸收剂，纺织品和非织造品，以 及塑料改性剂。
发明内容
本发明公开了制备β-HCA及其盐的方法。这些衍生物包括酯(特别是通过 酸与C1-C7的醇反应制得的“轻质”酯)，α，β-不饱和羧酸和酯(比如，丙烯酸 和丙烯酸酯)，和通过β-HCA与醇的反应制得的烷氧基衍生物。然后可以进一 步处理这些衍生物。比如，可以对β-HCA酯进行氢化形成多元醇。
可以从生物发酵培养基制得β-HCA。术语“醇”包括单官能醇(即，具有 一个羟基的醇)和多官能醇(即，具有两个或多个羟基的醇)。
本发明的一个方面提供一种制备α，β-不饱和羧酸或其盐的方法，包括：
(a)提供含有β-羟基羧酸或其盐的发酵培养基，所述β-羟基羧酸选自3-羟基 丙酸，3-羟基-2-甲基丙酸，3-羟基丁酸，3-羟基-2-甲基丁酸，3-羟基-2-甲基戊 酸，3-羟基-3-甲基丁酸，2，3-二甲基-3-羟基丁酸，3-羟基-3-苯基丙酸，及其组 合；
(b)从该发酵培养基形成含有β-羟基羧酸或其盐的水溶液；和
(c)加热水溶液，使β-羟基羧酸或其盐脱水形成α，β-不饱和羧酸或其盐。
在本发明的一个实例中，该盐选自碱金属盐，碱土金属盐，铵盐，及其组合。
在本发明的一个实例中，该盐选自钠盐。
在本发明的一个实例中，该盐选自钙盐。
在本发明的一个实例中，该β-羟基羧酸是3-羟基丙酸。
在本发明的一个实例中，所述步骤c包括在脱水催化剂存在下加热该水溶液， 使该β-羟基羧酸或其盐脱水形成α，β-不饱和羧酸或其盐。
在本发明的一个实例中，所述步骤c包括：
在脱水催化剂存在下蒸发所述溶液，使β-羟基羧酸或其盐脱水，形成α，β- 不饱和羧酸或其盐。
在本发明的一个实例中，所述步骤c包括将脱水催化剂加入含有该β-羟基羧 酸的溶液中。
在本发明的一个实例中，所述步骤c包括将该溶液置于加热表面上使该溶液 蒸发。
在本发明的一个实例中，所述脱水催化剂构成该加热表面的一部分。
在本发明的一个实例中，该β-羟基羧酸是3-羟基丙酸。
在本发明的一个实例中，该β-羟基羧酸是3-羟基-2-甲基丙酸。
在本发明的一个实例中，该脱水催化剂包括酸催化剂。
以下详细说明一个或多个本发明实例。通过详细说明和权利要求书，本发 明的其他特征，目的和优点是显而易见的。
具体实施方式
本发明公开了制造β-HCA衍生物的方法，这些衍生物包括，比如，β-HCA 的酯，丙烯酸，丙烯酸盐，丙烯酸酯，和烷氧基衍生物。可用于制备这些衍生 物的β-HCA包括，比如，3-羟基丙酸，3-羟基-2-甲基丙酸，3-羟基丁酸，3- 羟基-2-甲基丁酸，3-羟基-2-甲基戊酸，3-羟基-3-甲基丁酸，2，3-二甲基-3- 羟基丁酸，3-羟基-3-苯基丙酸，及其组合。这些β-HCA及其盐可以从多种来 源获得。β-HCA及其盐的用来源包括发酵和酶催工艺。生成酸的发酵反应通常 包括在微生物的存在下发酵糖，如2001年4月20日提交的美国专利申请 60/285478中所述。然后从发酵培养基中分离β-HCA和/或其盐。这可以通过 各种技术完成，包括，比如一种萃取盐-分离方法，如PCT申请US02/14315(公 布号WO 02/090312)中所述，其名称是“制备羧酸及其衍生物的方法”。该专 利申请中所述制备羟基官能羧酸的方法可以使用氨或胺来中和酸，从而形成酸 的铵盐。然后加入有机萃取剂并加热混合物，分离铵盐并将酸分配入有机溶剂 中，可从发酵培养基中分离羧酸的铵盐。因此，制得的有机组合物中除了其他 物质之外，还包括酸和有机萃取剂。可以从剩余的水性发酵培养基中分离酸- 有机萃取剂混合物，并进行反萃取，从酸中分离萃取剂从而制得纯(即游离的) 酸。
以下讨论特定衍生物的制备方法。
β-HCA酯
可以用本发明的某些方法在相对温和的条件下制备β-HCA的羧酸酯或其 盐。使β-HCA或其盐与醇反应，促进酯化反应，可以在酯化催化剂存在下，除 醇之外无其它溶剂的条件理就完成酯化反应。或者，可以通过将β-HCA或其盐 与具有1到7个碳原子的轻质醇在与水不混溶的萃取剂和任选的酯化催化剂存 在下反应制备羧酸酯。当这种β-HCA是从发酵培养基使用有机萃取剂通过萃取 盐分离方法而制备时，这种技术是特别有用的。在酯化催化剂存在下，使β-HCA 与醇在萃取剂中发生反应，能生成包括酯和萃取剂的混合物。
萃取剂实例包括酰胺，醚，酮，含磷酯(比如，基磷酸三丁酯)，氧化膦， 硫化膦，和烷基硫。这些萃取剂可以单独使用或者组合使用。
反应是在有利于酯化而不利于脱水的条件下进行的。当反应是在基本无水 的条件下，在大气压力和低于回流温度的温度下发生时，就能进行酯化形成酯。 优选反应是在室温下进行的。
可用于制备酯的醇能与水混溶或部分混溶。适用醇包括，比如，C1到C26的醇，包括直链，支链和环状有机部分。这些部分可以是脂肪族的，芳香族的 或其组合。从甲醇到庚醇的轻质醇或伯醇(比如，含有1到7个碳原子的醇)是 特别有用的。这些醇可以是直链或支链的并且可以是伯醇，仲醇或叔醇。另外， 这些醇可以是单官能团的(即，含有单个羟基)或多官能团的(即，含有两个或 多个羟基)。多官能团醇的实例包括二元醇和多元醇，比如甘油，1，2-乙二醇(乙 二醇)，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，2-丙二醇，及其聚氧乙烯(PEO或PEG)衍 生物。
在向含有β-HCA的水性组合物中添加醇之后，可以进行蒸馏步骤。这可通 过蒸馏出含水馏出液，直至剩余的β-HCA/醇混合物基本上是干的来进行。在 一种技术中，可以用甲苯等有机溶剂进行共沸蒸馏。任选地用于β-HCA酯化的 醇也可被用于蒸馏步骤中。
达到基本无水的条件之后，可以加入酯化催化剂引发酯化反应。适用于该 过程的酯化催化剂包括酸性树脂，酸性无机盐，和无机酸。有用的无机酸包括， 比如硫酸或磷酸。还可以使用无水硫酸铜等无机盐。酸性树脂催化剂的实例包 括如酸性树脂(从Rohm和Haas Co.；Philadelphia，PA获得)， NAFIONTM树脂(从E.I.DuPont de Nemours and Co.；Wilmington DE获得)，和 酸性DOWEXTM树脂(从Dow Chemical Co.；Midland，MI获得)的市售化合物。 可用酸性树脂的形式能使酸性树脂与β-HCA的蒸气或液体接触。比如，可以该 树脂可以呈床或柱的形式。
可以通过蒸馏对要求的酯产品进行纯化。使用本发明的某些方法所获得酯 的产率可以大于约80％。
α，β-不饱和羧酸及其盐
β-HCA的脱水反应能生成α，β-不饱和羧酸产物。在一个方法实例中，可通 过加热含有β-HCA盐的水溶液，使盐脱水，生成α，β-不饱和羧酸和/或其盐来 制备α，β-不饱和羧酸和/或其盐。从发酵培养基或通过其他酶催工艺能制得这 种水溶液。这个工艺的一个优点是，虽然β-HCA盐是水溶性的，但是α，β-不饱 和羧酸的相应盐通常不是水溶性的。因此，α，β-不饱和羧酸盐从溶液中沉淀出 来，从而有利于从原料中分离不饱和酸。
β-HCA盐可以是任何一种碱金属盐，碱土金属盐，或其组合。典型的盐包 括，比如，钠盐和钙盐。因为β-HCA是可溶于水溶液中的，所以生成α，β-不饱 和羧酸或其盐的脱水反应可以在水介质中发生。
任选地可在加热时向水溶液中加入脱水催化剂，来加强酸或酸的盐的脱水 反应，形成α，β-不饱和羧酸或其盐。可以使用酸性或碱性物质来催化水介质中 的脱水过程。脱水催化剂可以是有利于脱水反应的中性，酸性，或碱性物质。 中性催化剂的实例包括，比如，磷酸钙，乳酸钙，和3-羟基丙酸钙。其他可用 催化剂包括氧化铝，氧化硅，氧化钛，氧化锆，沸石，和其他路易斯酸。胺是 可用作催化剂的碱性化合物。使用发酵培养基来形成β-HCA时，碱性胺可便于 起萃取剂作用，从水性发酵培养基中分离β-HCA，同时起脱水催化剂作用。适 用于该过程的胺实例包括三辛胺(TCA)，三癸胺(TDA)，和三(十二烷基)胺 (TDDA)。还可以使用其他外源碱来进行脱水反应。尤其是，能加强和帮助脱水 反应的碱性物质是氧化钙和氢氧化钙等金属氧化物和氢氧化物。酸催化剂可以 是气体或液体形式的盐酸，硫酸，或磷酸等无机强酸。还可以用酸性树脂，NAFIONTM树脂，和酸性DOWEXTM树脂等不溶性酸性树脂作为催化剂。特 别有用的酸催化剂是磷酸。
还可以通过蒸气转化(即气相反应)脱水反应制备α，β-不饱和羧酸。在这些 方法中，可以在相对较高温度下蒸发含有β-HCA的水溶液，优选在脱水催化剂 的存在下进行，将β-HCA转化成α，β-不饱和羧酸。
α，β-不饱和羧酸酯
促进β-HCA酯化过程的工艺条件也能使用升高的温度和酸或碱催化来促 进这些物质的脱水反应。类似地，使用升高的温度，和酸或碱催化，也能酯化 α，β-不饱和羧酸。因此，在一个方法实例中，α，β-不饱和羧酸的酯化和脱水过 程都可以在同一个反应器中进行。
可用不同的反应路径来制备α，β-不饱和羧酸酯。在一个反应路径中，先通 过与醇的反应将β-HCA或其铵盐酯化。然后进行酯的脱水反应，生成α，β-不饱 和羧酸酯。在另一个反应路径中，先将β-HCA脱水，然后用醇将制得的α，β不 饱和羧酸或其盐酯化，生成α，β-不饱和羧酸酯。
在水介质中，可以先将β-HCA或其盐转变成酯；然后蒸发含有酯和脱水催 化剂的溶液，将β-HCA酯转化成α，β-不饱和羧酸酯类制备α，β-不饱和羧酸酯。
烷氧基衍生物
在密闭反应器中加热含有β-HCA或其盐与醇的水溶液，能生成各种衍生 物，包括，比如α，β-不饱和羧酸酯，α，β-不饱和羧酸，β-烷氧基羧酸或酯。 制备酯时，宜向溶液中加入酯化催化剂。正如这里所述的其他工艺一样，β-HCA 或其盐可以存在于例如由发酵培养基制得的水溶液中。
在Parr反应器等密闭反应器中，在碱性催化剂存在下，可以通过使含有 β-HCA或其盐的水溶液与醇反应，制备β-HCA的烷氧基衍生物。可以加热溶 液使之反应形成酸的烷氧基衍生物。碱性催化剂可以是Mg(OH)2，Ca(OH)2，NaOH 中的任意一种，或者是其组合。
实施例
除非另有说明，否则所有百分比都是重量百分比。
用高效液相色谱(HPLC)和气相色谱(GC)对以下反应的产物进行分析。
HPLC分析中所用的设备包括配备有Waters 717+自动进样器的Waters 1525二元HPLC泵，Waters 2410折射率检测器和2487双入吸光度检测器。使 用Bio-Rad HP87-H柱。流动相是0.004N的硫酸。流速是0.6毫升/分，柱温 是60℃。
GC分析中所用的设备包括J & W DB-WAXETR 30米×32毫米，0.5微米薄 膜柱。初始炉温是90℃，以20℃/分的速度升温至200℃的最终温度。将样品 在最终温度保持约12.5分钟。注射温度是200℃。
实施例1
本实施例说明了从3-HP通过树脂酸催化转化成各种烷基酯。3-HP是30％ 的水溶液。该物质中70％是纯的3-HP单体。
将20.65克30％的3-HP与甲醇通过共沸蒸馏而干燥。向干燥的3-HP中加 入过量(56.84克)的无水甲醇，和5.05克干燥AMBERLYST-15。将混合物在室 温下搅拌18小时并用GC鉴测。
色谱中在5.13分钟和7.89分钟处具有两个主峰，分别对应于3-HP的甲 酯和3-HP的醚二聚的二甲酯。反应中所用的3-HP仅是约70％纯度的单体，剩 余部分是二聚体和痕量的丙烯酸。用GC-MS证实为3-HP甲酯。
反应结束后，过滤出固体催化剂，通过真空蒸馏除去溶剂。对粗产物进行 闪式柱色谱操作，获得纯物质。在GC上对酯作出校准曲线。
用3.18克30％的3-HP，15.88克的干燥甲醇，和1.02克的AMBERLYST-15 重复上述反应。将反应混合物在室温下搅拌21小时，并用GC鉴测。用上述实 验的校准曲线确定产率。
时间 产率*
4小时 70％
21小时 100％
*基于70％纯度的3-HP
用3.14克30％的3-HP，17.47克的干燥乙醇，和1.12克的干燥 AMBERLYST-15重复上述反应，制备3-HP的乙酯。将反应混合物在室温下搅拌 19小时并用GC鉴测。
时间 产率*
2.5小时 17％
19小时 68％
*基于70％纯度的3-HP
重复上述反应，区别在于使用丁醇作为醇。19个小时之后，丁酯的产率是 70％，基于70％纯度的3-HP原料。
重复上述反应，区别在于使用2-乙基己醇作为醇。19个小时之后，2-乙 基己酯的产率是59％，基于70％纯度的3-HP原料。
重复上述反应，区别在于使用NAFION NR-50而不是AMBERLYST-15作为催 化剂。所用醇是乙醇。将混合物在室温下搅拌21个小时，并用GC鉴测。3-HP 乙酯的产率是71％，基于70％纯度的3-HP原料。
实施例2
本实施例说明了在室温下用H2SO4作为催化剂合成3-HP的甲酯。3-HP是 30％的水溶液。该物质的70％是纯的3-HP单体。
用甲醇通过共沸蒸馏干燥30％的水3-HP。向干燥的3-HP中加入过量甲醇 和几滴浓H2SO4。将混合物在室温下搅拌24小时，同时用GC鉴测。搅拌24个 小时之后，大部分3-HP被转化成酯。
时间 产率*
3.5小时 89％
6小时 92％
24小时 96％
*基于70％纯度的3-HP
实施例3
本实施例说明了使用酸性树脂催化剂将3-HP转化成其甲酯。3-HP是 14.72％的水溶液。该物质的98.7％是纯的3-HP单体。
通过在旋转蒸发器上除去水分，干燥16.685克14.72％的水性3-HP(25.7 毫摩尔)。向干燥的3-HP(2.371克)中加入16克甲醇和0.548克AMBERLYST-15 酸性树脂催化剂。将混合物在室温下搅拌28小时并用GC鉴测。然后再加入 0.549克AMBERLYST-15酸性树脂催化剂，将混合物继续搅拌18小时，制得3-HP 的甲酯。
时间 产率*
2小时 31％
4小时 42％
20小时 81％
28小时 95％
46小时 100％
*基于98.7％纯度的3-HP
实施例4
本实施例说明了使用H2SO4作为催化剂将3-HP转化成其甲酯。3-HP是 14.72％的水溶液。该物质的98.7％是纯的3-HP单体。
通过在旋转蒸发器上除去水分干燥18.524克14.72％的水性3-HP(30.2毫 摩尔)。向干燥的3-HP(2.717克)中加入13克甲醇和0.22克浓H2SO4催化剂。 将混合物在室温下搅拌22小时并用GC鉴测，制得3-HP的甲酯。
时间 产率*
1.5小时 75％
3.5小时 88％
22小时 95％
*基于98.7％纯度的3-HP
实施例5
本实施例说明了从3-HP的钙盐制备丙烯酸钙。
将从5.22克30％的3-HP和0.65克Ca(OH)2制得的56克3-HP钙盐的水溶 液置于600毫升的Parr反应器中，在220℃下加热2小时。冷却至室温之后， 用GC和HPLC分析溶液中的丙烯酸和3-HP。从3-HP的钙盐至丙烯酸钙的产率 和转化率分别是48.7％和47.1％。从3-羟基丙酸的钙盐至丙烯酸钙的选择性是 100％。该反应的碳平衡是101.7％。
实施例6
本实施例说明了从3-HP的钠盐制备丙烯酸钠。
将从5.027克30％的3-HP和0.69克NaOH制得的21克3-HP钠盐的水溶液 置于Parr反应器中，在220℃下加热2小时。冷却至室温之后，用GC和HPLC 分析溶液中的丙烯酸和3-HP。从3-HP的钠盐至丙烯酸钠的产率和转化率分别 是41.8％和61.3％。从3-HP的钠盐至丙烯酸钠的选择性是68.2％。该反应的碳 平衡是80.6％。
实施例7
本实施例说明了使用硫酸催化剂时从3-HP转化至丙烯酸的气相转化。
将0.8139克30％的水性3-HP和0.2800克浓H2SO4(大约1∶1摩尔比)混合， 并立刻注射入GC中。用校准曲线确定丙烯酸浓度。丙烯酸的产率是97.8％。重 复该实验时，获得99.97％的丙烯酸产率。改变3-HP与H2SO4的比例进行类似实 验；结果列在下表中。
3-HP∶H2SO4的比例 3-HP的浓度 丙烯酸的产率％ 4∶1 7.7％ 100 9∶1 7.7％ 76 19∶1 7.7％ 66 8.5∶1 30％ 94 15∶1 30％ 81 19∶1 30％ 75
实施例8
本实施例说明了使用磷酸催化剂从3-HP转化至丙烯酸的气相转化。
将0.5005克7.117％的3-HP和0.3525克85％的H3PO4混合，并立刻注射入 GC中。在第二个实验中，使用0.5041克7.117％的3-HP和0.0505克85％的H3PO4。 结果如下表中所示。
3-HP的量 85％H3PO4的量 3-HP与H3PO4的摩尔比 丙烯酸的产率％ 0.5005克 0.3525克 ～1∶8 82.6 0.5041克 0.0505克 ～1∶1 92.5
实施例9
本实施例说明了使用Cu-Ba-CrO催化剂从3-HP制备丙烯酸。
将50.0克5.13％的3-HP和0.50克Cu-Ba-CrO催化剂置于Parr反应器中。 将混合物在310磅/平方英寸的氮气压力下，在200℃下加热22小时。将反应 混合物冷却至室温并用GC分析。3-HP的转化率是63％，对丙烯酸的选择性是 100％。
实施例10
本实施例说明了使用硫酸或磷酸催化剂，从3-羟基异丁酸(也称为3-羟基 -2-甲基丙酸)转化至甲基丙烯酸的气相转化。
将15.5％的3-羟基异丁酸(3-HIBA)水溶液与各种量的浓硫酸混合，并注射 入GC中。用浓磷酸也进行一次实验。结果如下表中所示。
3-HIBA∶H2SO4的摩尔比 转化率％ 选择性％ 0.9∶1 94.7 94.4 1.6∶1 92.6 97.6 1.5∶1 94.2 92.3 2.4∶1 91.7 90.7 4.5∶1 87.0 83.7 11.2∶1 72.2 59.2 1.4∶1* 40.4 67.4
*磷酸
实施例11
本实施例说明了使3-羟基丙酸铵转化成丙烯酸丁酯。
将3-羟基丙酸铵与三辛胺/正丁醇(1∶1)溶剂的混合物在160℃下加热3 小时。反应混合物主要是丙烯酸丁酯，和少量丙烯酸，以及3-羟基丙酸丁酯。 通过传统分馏技术能很容易地从三辛胺中分离酯。
实施例12
本实施例说明了使3-羟基丙酸的钙盐转化成丙烯酸丁酯。
从3-HP和Ca(OH)2制备3-羟基丙酸的钙盐。萃取钙盐溶液，用少量硫酸中 和钙盐至游离酸，并使用三辛胺作为溶剂萃取剂。从水相中分离萃取相。向含 有3-HP的萃取溶剂中加入丁醇，并加热混合物，引起酯化和脱水反应，制得 丙烯酸丁酯。
实施例13
本实施例说明了使用酸性催化剂从3-HP通过单罐合成丙烯酸丁酯。
将10.0克30％的3-HP，100毫升正丁醇和5滴浓H2SO4在250毫升烧瓶中 进行混合。用连接的Dean-Stark阱回流混合物除去水分。继续回流，至 Dean-Stark阱中收集不到水分为止。连接蒸馏装置，除去大部分正丁醇。接着， 降温并抽真空(0.5乇，80℃)蒸馏剩余液体。制得1.58克丙烯酸丁酯，以及一 些丁醇。丙烯酸丁酯的产率是37％。
实施例14
本实施例说明了用碱性催化剂制备3-烷氧基丙酸酯。
将5.12克30％的3-HP水溶液，0.50克Mg(OH)2，和53.58克丁醇加入600 毫升的高压Parr反应器中。用50磅/平方英寸的氮气吹扫制得的混合物三次， 除去空气，然后将反应器在220℃下加热1.6小时。加热过程结束之后，将反 应器冷却至室温并减压。离心反应器中的物质，从溶液中分离固体。除去固体 之后，用气相色谱分析溶液中的3-丁氧基丙酸丁酯，3-羟基丙酸丁酯，和丙烯 酸丁酯。3-丁氧基丙酸丁酯的产率是48％，3-羟基丙酸丁酯的产率是5％，丙烯 酸丁酯的产率是47％。
用Ca(OH)2和NaOH代替Mg(OH)2催化剂重复该过程。不同的3-丁氧基丙酸 丁酯产率取决于催化剂性质，顺序是Mg＞Ca＞Na。
用乙醇代替丁醇，重复该过程。反应后3-乙氧基丙酸乙酯的产率在5到 50％范围内，取决于碱土金属盐，顺序是Mg＞Ca＞Na。
实施例15
本实施例说明了使用碱性催化剂制备3-烷氧基丙酸酯的另一种方法。
将实施例10中制备的丙烯酸丁酯与氢氧化钙和丁醇在约50℃下反应，使 之转化成丁基3-丁氧基丙酸丁酯。
实施例16
本实施例说明了使用各种催化剂对3-HP酯进行脱水制备各种丙烯酸烷基 酯的方法。
将催化剂置于装备有温度探针(与催化剂接触)的3颈烧瓶中。连接蒸馏柱 和接收烧瓶，收集反应中形成的蒸气，将催化剂加热至要求的温度。使用注射 器向催化剂上直接滴加3-羟基丙酸酯的相应醇溶液。收集蒸馏出的液体，并用 气相色谱分析。结果和相应的实验条件如下表中所示。
酯 催化剂 温度 (℃) 溶剂中的 酯浓度 (％) 溶剂 丙烯酸酯 产率 (GC)(％) 丙烯酸 产率 (GC)(％) 乙基 NaH2PO4-二氧化硅 275 - EtOH 49 26 乙基 NaH2PO4-二氧化硅 250 35 EtOH 53 - 乙基 NaH2PO4-二氧化硅 250 50 EtOH 14 21 乙基 NaH2PO4-二氧化硅 180 40 EtOH 30 - 乙基 铜-H3PO4 220 20 EtOH 50 50 甲基 NaH2PO4-二氧化硅 280 - MeOH 78 - 甲基 CuSO4-二氧化硅 280 - MeOH 37 9 甲基 Cs2CO3-二氧化硅 220 45 MeOH 49 - 丁基 NaH2PO4-二氧化硅 280 50 BuOH 40 -
使用3-HP作为原料进行类似的脱水反应，用含有加热催化剂的烧瓶代替 GC：
(a)在180℃的NaH2PO4-硅胶催化剂上将水性3-HP脱水成丙烯酸。根据GC 和HPLC分析，丙烯酸的产率是90-96％。
(b)在180℃的H3PO4-硅胶催化剂上将水性3-HP脱水成丙烯酸。根据GC和 HPLC分析，丙烯酸的产率是85-90％。
(c)在180℃的CuSO4-硅胶催化剂上将水性3-HP脱水成丙烯酸。根据GC和 HPLC分析，丙烯酸的产率是73％。
(d)在沸石H-β粉末和180℃的85％H3PO4催化剂上将水性3-HP脱水成丙 烯酸。根据GC和HPLC分析，丙烯酸的产率是71％。
(e)在270℃的NaH2PO4-硅胶催化剂上将水性3-羟基异丁酸脱水成甲基丙 烯酸。根据GC分析，甲基丙烯酸的产率是79％。
实施例17
本实施例说明了使用Amberlyst-15树脂催化剂在酰胺溶剂中制备3-HP的 甲酯。
使用约70％纯度的3-HP作为原料。向25.02克10.79％3-HP的1-辛基-2- 吡咯烷酮中加入14.85克甲醇。在1.26克Amberlyst-15树脂存在下，在圆底 烧瓶中使溶液在76-78℃下回流22小时。产物的GC分析表明反应生成的3-HP 甲酯的产率是76％。
实施例18
本实施例说明了使用Amberlyst-15树脂催化剂在磷酸三丁酯(TBP)溶剂中 制备3-HP的甲酯。
以约70％纯度的3-HP作为原料。向18克8.23％3-HP的TBP中加入30.19 克甲醇。在1.80克Amberlyst-15树脂存在下，在圆底烧瓶中在70℃下回流溶 液17小时。产物的GC分析表明反应生成的3-HP甲酯的产率是75.5％。
实施例19
本实施例说明了使用H2SO4催化剂在酰胺溶剂中制备3-HP的甲酯。
使用约70％纯度的3-HP作为原料。向12.03克22.9％3-HP的1-辛基-2- 吡咯烷酮中加入2.91克甲醇和0.13克H2SO4(98％)。在圆底烧瓶中在83℃下回 流溶液2小时。产物的GC分析表明，反应生成的3-HP甲酯的产率是67.5％。
实施例20
本实施例说明了使用Amberlyst-15树脂作为催化剂在酰胺溶剂中制备 3-HP的甲酯。
使用约99％纯度的3-HP作为原料。向12.02克9.7％3-HP的1-辛基-2-吡 咯烷酮中加入6.24克甲醇。在Amberlyst-15树脂存在下，在圆底烧瓶中在71 ℃下回流溶液21小时。产物的GC分析表明反应生成的3-HP甲酯的产率是 99.1％。
已经说明了本发明的一些实例。但是，可以在不偏离本发明精神和范围的 情况下作出各种改进。因此，其他实例也在以下权利要求书的范围内。