如何合成(S)-3-羟基-gamma-丁内酯？

一种被广泛应用于医药、农药、染料、化学试剂、电子及航天等领域的化合物是(S)-3-羟基-gamma-丁内酯。目前全球对该内酯的需求量较大，因此其合成方法变得非常重要。

合成路线

图1 (S)-3-羟基-gamma-丁内酯的合成路线

在氮气流中，将(S)-4-苄氧基-3-羟基丁酸乙酯（100.0克，0.42摩尔）、异丙醇（100毫升）、对甲苯磺酸（1.0克）和5%钯碳（2.0克）引入500毫升高压釜中，并用氢气冲洗。在2兆帕的压力下，加热混合物并在搅拌下反应1小时。冷却反应溶液至室温后，用氮气代替氢气。滤出催化剂后，通过旋转蒸发和减压蒸馏，得到38.05克产率为88.8%的(S)-3-羟基-gamma-丁内酯。

图2 (S)-3-羟基-gamma-丁内酯的合成路线

将(S)-4-氯-3-羟基丁腈（10克，83.6 mmol）与浓盐酸混合，加热至60°C。水解反应完成后，冷却反应溶液并滴加50%氢氧化钠以调节pH至7.5。通过乙腈的萃取和减压浓缩，得到6.4克(S)-3-羟基-gamma-丁内酯，收率为88.8%。

图3 (S)-3-羟基-gamma-丁内酯的合成路线

将(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯（1.03克）与水混合，在回流加热下搅拌2小时。冷却至室温后，通过加入碳酸钠调节pH至7，并在减压下蒸馏出水。加入乙酸乙酯并搅拌，过滤掉不溶性物质。通过减压蒸发溶剂，得到液体过滤的滤液，产率为75.1%的(S)-3-羟基-gamma-丁内酯。采用高效液相色谱法测定了高纯度标准品（S）-3-羟基-gamma-丁内酯的收率。

参考文献

[1]房畅. gamma-丁内酯类化合物的研究进展[J].石油化工,2023,52(05):720-727.

[2]Honda, Tatsuya; et al. Process for producing optically active 3-hydroxy-γ-butyrolactone. World Intellectual Property Organization, WO2002026725 A1 2002-04-04.