CN102321054B - 四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，是将2-丁炔-1,4-二醇类化合物投入硫酸水溶液中，经硫酸高铈催化依次发生脱水反应和水合反应，既得；该方法工艺简单，条件易控，生产成本低，收率高，三废少，催化剂可回收套用，几乎无废弃物排放，对环境友好，具有较高工业化前景及经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法。
背景技术
四氢呋喃-3-酮类化合物是非常重要的精细化工产品，可用于制备天然药物、细胞毒性药物、抗肿瘤药物以及药物中间体，并且在香料与食品工业等方面也有着广泛的用途。
关于四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，主要有以下几种，这些方法均存在不同的缺点：
例如，日本专利JP2006206463中，以醛类化合物为原料，经三步制备出5-羟基-2,4-戊二酮类化合物，再环合得到四氢呋喃-3-酮类化合物。该法使用了剧毒品氰化钾，且反应步骤过长，成本高，污染大。
中国专利CN101712664A中，将乙酰乙酸叔丁酯与溴代丙酰氯反应，再经过脱羧与环合反应制得烷基呋喃酮。该法使用了危险品金属钠、双氧水和极易燃烧的乙醚，且反应步骤过长，成本高，污染大。
美国专利US4464409中，用5-羰基葡萄糖酸钾在磷酸二氢钾的缓冲溶液中回流反应制备四氢呋喃-3-酮类化合物。该法收率太低（低于25%），无法工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于克服所述缺陷，提供一种四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，工艺简单，条件易控，生产成本低，收率高，三废少，有利于工业化生产。
为实现上述目的，本发明所述四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，是2-丁炔-1,4-二醇类化合物在硫酸水溶液中，经硫酸高铈催化发生脱水和水合反应，既得；本发明所说的四氢呋喃-3-酮类化合物具有如通式（1）的结构：
（1）
作为反应原料的2-丁炔-1,4-二醇类化合物具有如通式（2）的结构：
（2）
式（1）和式（2）中R1、R2、R3和R4各自独立地选自—H、芳基和直链或支链的烷基；所述四氢呋喃-3-酮类化合物具体可以如四氢呋喃-3-酮、2-甲基四氢呋喃-3-酮、2,2,5,5-四甲基四氢呋喃-3-酮等。
反应方程式如下：
反应结束后，产物可以通过常规方法进行精制，如将反应液冷却、分层、蒸馏进行精制，精制所得的剩余的水层（含硫酸与硫酸高铈）可以重复使用，还可以用有机溶剂萃取反应液、浓缩、蒸馏进行精制，精制方法简单，催化剂可回收套用，几乎无废弃物排放，本发明的方法具有生产成本低，收率高，三废少的特点，是一种绿色环保、成本低廉、适合于工业化生产的方法。
优选的，所述的2-丁炔-1,4-二醇类化合物与硫酸高铈按摩尔比计为100：（1~20）。保证反应在平稳适宜的速度下进行，避免副反应发生。
优选的，在于：所述硫酸水溶液与2-丁炔-1,4-二醇类化合物重量比为（1~10）：1。硫酸水溶液与2-丁炔-1,4-二醇类化合物的用量控制在所述范围内，能够保证原料具有较好转化率，生产效率高，超过此范围时，生产效率低下，产业运行不经济。
优选的，所述硫酸水溶液中，硫酸的质量分数为1~20%。硫酸质量分数高于20%，副反应增加，低于1%，原料转化率低，产业运行不经济。
优选的，所述脱水反应和水合反应的反应温度各自独立地为0~100℃。反应温度高于此范围，副反应增加；低于此范围，反应进行缓慢，原料转化效率低。
优选的，所述脱水反应和水合反应的反应温度各自独立地为50~90℃。
优选的，脱水反应和水合反应的反应总时间为2~5h。时间过长，副反应增加；时间过短，反应不完全。
优选的，所述2-丁炔-1,4-二醇类化合物包括2-丁炔-1,4-二醇、2-戊炔-1,4-二醇或2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇。
本发明的有益效果：本发明的方法工艺简单，条件易控，生产成本低，收率高，三废少，催化剂可回收套用，几乎无废弃物排放，是一种绿色环保、成本低廉、经济效益好、适合于工业化生产的方法。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行进一步的说明。
下述各实施例所得产品均采用气-质联用（GC-MS）和核磁共振氢谱（H-NMR）碳谱（C-NMR）进行结构确认，同时采用气相色谱（GC）、用对照品进行定性定量分析，具体地，使用非极性毛细血管柱，使用火焰离子化检测器。
实施例1：
室温下将20克浓硫酸缓慢滴入1升水中，滴完后加入10克硫酸高铈（0.025摩尔）和250克2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇（1.76摩尔），加热至80℃进行脱水反应和水合反应，反应在常压下进行，反应总时间（包括脱水反应时间和水合反应时间）为4小时。反应后冷却，分层，将下层（水层）收集作为反应用水循环使用；上层（粗品）转入蒸馏釜内进行常压蒸馏，收集150~152℃的馏分，得到产品2,2,5,5-四甲基四氢呋喃-3-酮218g，收率为87.2%，GC分析含量99.2%。
实施例2
除使用250克2-戊炔-1,4-二醇代替2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇并且反应5小时外，其余操作同实施例1，蒸馏时收集138~140℃的馏分，得到产品2-甲基四氢呋喃-3-酮182g，收率为72.8%，GC分析含量99.1%。
实施例3
除使用250克2-丁炔-1,4-二醇代替2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇，脱水反应和水合反应温度为90℃，反应2小时外，其余操作同实施例1，蒸馏时收集140~142℃的馏分，得到产品甲基四氢呋喃-3-酮223g，收率为89.2%，GC分析含量99.4%。
实施例4
除使用250毫升水代替1升水，脱水反应和水合反应温度为100℃外，其余操作同实施例1，得到产品2,2,5,5-四甲基四氢呋喃-3-酮203g，收率为81.2%，GC分析含量99.1%。
实施例5
除使用100克硫酸高铈代替10克硫酸高铈以外，脱水反应和水合反应温度为室温外，其余操作同实施例1，得到产品2,2,5,5-四甲基四氢呋喃-3-酮221g，收率为88.4%，GC分析含量98.8%。
实施例6
除反应温度改为50℃以外，其余操作同实施例1，得到产品2,2,5,5-四甲基四氢呋喃-3-酮196g，收率为78.4%，GC分析含量98.7%。
实施例7
将250克2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇投入到实施例1中分层收集的水层中，加热至80℃，反应4小时。冷却，分层，将下层（水层）收集，可作为催化体系循环使用；上层（粗品）转入蒸馏釜内进行常压蒸馏，收集150~152℃的馏分，得到产品2,2,5,5-四甲基四氢呋喃-3-酮211.5g，收率为84.6%，GC分析含量99.3%。
本实施例证明：回收的水层继续套用，反应仍可发生，但收率略有下降。
实施例8
将1克浓硫酸、0.5克硫酸高铈和250克2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇投入到实施例1中分层收集的水层（约950毫升）中，保持反应温度为80℃，反应4小时。冷却，分层，将下层（水层）收集，可作为催化体系循环使用；上层（粗品）转入蒸馏釜内进行常压蒸馏，收集150~152℃的馏分，得到产品2,2,5,5-四甲基四氢呋喃-3-酮219g，收率为87.6%，GC分析含量99.1%。本实施例说明：回收的水层继续套用，如果补加5%的催化剂，则收率基本保持不变。
最后需要说明，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。
Claims (8)
1. 一种四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，其特征在于：是2-丁炔-1,4-二醇类化合物在硫酸水溶液中，经硫酸高铈催化依次发生脱水反应和水合反应，即得；
所述2-丁炔-1,4-二醇类化合物具有如下通式：
上式中R1、R2、R3和R4各自独立地选自—H、芳基和直链或支链的烷基，
反应方程式如下：
。
2.根据权利要求1所述的四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，其特征在于：所述的2-丁炔-1,4-二醇类化合物与硫酸高铈按摩尔比计为100：（1~20）。
3.根据权利要求1所述的四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，其特征在于：硫酸水溶液与2-丁炔-1,4-二醇类化合物的重量比为（1~10）：1。
4.根据权利要求1所述的四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，其特征在于：所述硫酸水溶液中，硫酸的质量分数为1~20%。
5.根据权利要求1所述的四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，其特征在于：所述脱水反应和水合反应的反应温度各自独立地为0~100℃。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，其特征在于：所述脱水反应和水合反应的反应温度各自独立地为50~90℃。
7.根据权利要求6所述的四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，其特征在于：脱水反应和水合反应的总时间为2~5h。
8.根据权利要求7所述的四氢呋喃-3-酮类化合物的制备方法，其特征在于：所述2-丁炔-1,4-二醇类化合物包括2-丁炔-1,4-二醇、2-戊炔-1,4-二醇或2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇。
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| 几种炔二醇在硫酸汞催化下的环化;程溥明等;《有机化学》;19861231(第3期);第220-222页 * |
| 刘文杰等.硫酸高铈催化炔烃的水合反应研究.《有机化学》.2006,第26卷(第8期),第1073-1078页. |
| 硫酸高铈催化炔烃的水合反应研究;刘文杰等;《有机化学》;20060825;第26卷(第8期);第1073-1078页 * |
| 程溥明等.几种炔二醇在硫酸汞催化下的环化.《有机化学》.1986,(第3期),第220-222页. |
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