CN106336388A

CN106336388A - 苯并呋喃‑2‑(3h)‑酮的合成方法

Info

Publication number: CN106336388A
Application number: CN201610598156.3A
Authority: CN
Inventors: 张飞; 丁永良; 王颖; 陈伊柔; 唐大家; 邓建伟; 陈孝建; 刘佳
Original assignee: CHONGQING UNISPLENDOUR INTERNATIONAL CHEMICAL Co Ltd
Current assignee: Chongqing Unisplendour Chemical Co Ltd
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2036-07-27
Also published as: CN106336388B

Abstract

本发明公开了一种苯并呋喃‑2‑(3H)‑酮的合成方法，将邻氯苯乙酸在催化剂催化下用氢氧化钠溶液水解生成邻羟基苯乙酸钠盐，反应液加盐酸酸化，冷却结晶，过滤，得到含氯化钠的邻羟基苯乙酸，再在带水剂中、硫酸铁催化下发生内酯化反应生成苯并呋喃‑2‑(3H)‑酮。本发明方法简便易行，经济环保，收率高，其中以硫酸铁为内酯化反应催化剂，可直接以含氯化钠的邻羟基苯乙酸粗品为原料进行内酯化反应而省去邻羟基苯乙酸的纯化工序，不仅简化了操作，而且避免了邻羟基苯乙酸的损失，提高了收率；此外，硫酸铁为中性物质，对反应设备的腐蚀小，不易将产品碳化，催化用量小且不需要复杂的后处理，可节约生产成本，减少三废产生。

Description

苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种有机化合物的合成方法。

背景技术

苯并呋喃-2-(3H)-酮是重要的有机合成中间体，可用于合成医药、农药嘧菌酯及新型抗氧剂。其主要合成方法之一是将邻氯苯乙酸在催化剂（铜粉或铜盐）催化下用氢氧化钠溶液水解生成邻羟基苯乙酸钠盐，反应液用盐酸中和至中性，过滤，滤饼（氯化钠和催化剂）干燥回收，滤液浓缩后加入过量盐酸，过滤，水洗，干燥，得邻羟基苯乙酸；再将邻羟基苯乙酸在甲苯中、催化剂（浓硫酸、对甲苯磺酸等）催化下进行内酯化反应，反应过程中通过共沸蒸馏除去反应生成的水，反应液分别用碳酸氢钠溶液和水洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤，蒸馏回收甲苯，得苯并呋喃-2-(3H)-酮。化学反应方程式如下：

该方法的缺点在于：1、在水解酸化反应步骤中，由于部分氯化钠极易与邻羟基苯乙酸一起析出，因而需要用水进行洗涤或者重结晶，损失部分邻羟基苯乙酸产品，降低了收率，增加了废水产生量。2、在内酯化反应步骤中，使用强酸浓硫酸或对甲苯磺酸作为催化剂，不仅对设备的腐蚀较大，容易使产品碳化，在反应结束后还必须通过碱洗、水洗的方法除去，消耗碱液的同时产生大量废水，水洗后的有机相需要干燥，不仅损失产品，废干燥剂还需要另行处理。

针对上述方法存在的缺点1，文献1（周林芳等. 3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成和工艺优化. 农药. 2004, 43(9): 414-416）对水解反应的后处理工艺进行了改进，即不分离出邻羟基苯乙酸，而是将滤液浓缩后直接加入甲苯，在浓硫酸催化下进行内酯化反应，从而使第一步水解反应和第二步内酯化反应连续操作，两步反应的总收率提高至84.05%。但该方法还存在以下缺点：1、催化剂浓硫酸能与副产的氯化钠反应生成氯化氢和硫酸钠，不仅消耗大量的浓硫酸，而且产生大量的酸性气体、废渣和废水。2、反应液中含有大量的无机盐，造成搅拌困难，分离难度大，成本高。3、反应结束后，过量的硫酸以及副产的硫酸钠必须通过碱洗、水洗的方法除去，消耗碱液的同时产生大量废水，水洗后的有机相需要干燥，不仅损失产品，废干燥剂还需要另行处理。

在文献1的基础上，文献2（专利CN201110244833.9）继续进行了改进，将邻羟基苯乙酸合成步骤中得到的滤液用盐酸酸化至pH值为1，减压蒸馏除去大量的酸水，再加入一定量的甲苯，共沸蒸馏除去剩余的酸水，然后加入催化剂乙酸进行内酯化反应，共沸蒸馏除去反应生成的水，反应液冷却析出氯化钠，过滤，滤液减压蒸馏回收甲苯和催化剂乙酸，得苯并呋喃-2-(3H)-酮。该方法用乙酸催化内酯合成，其不与氯化钠反应，反应结束后可通过减压蒸馏除去，不需洗涤、干燥过程，无含盐废水产生，但其缺点在于：1、乙酸与甲苯和水易形成共沸物被带出反应体系，为使邻羟基苯乙酸反应完全则必须使用大量乙酸，而进入水中的乙酸加大了废水处理的难度，也增加了产品的生产成本。2、由于体系中含有大量的氯化钠，对反应设备的搅拌要求高。

由此可以看出，现有技术都存在各种不足，限制了苯并呋喃-2-(3H)-酮的生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，简便易行，经济环保，收率高。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1．苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，包括以下步骤：

1）将邻氯苯乙酸在催化剂催化下用氢氧化钠水解生成邻羟基苯乙酸钠盐，所得反应液加盐酸酸化，冷却结晶，过滤，得到含氯化钠的邻羟基苯乙酸；

2）将步骤1）得到的含氯化钠的邻羟基苯乙酸在带水剂中、硫酸铁催化下发生内酯化反应生成苯并呋喃-2-(3H)-酮。

化学反应方程式如下：

优选的，步骤1）中催化剂为氧化铜或者能与氢氧化钠反应生成氧化铜的铜盐。

优选的，步骤1）中所述氢氧化钠为质量百分浓度为15%-50%的氢氧化钠水溶液，氢氧化钠与邻氯苯乙酸的摩尔比为3.0-5.0:1，水解反应温度为150-200℃。

更优选的，步骤1）中所述氢氧化钠为质量百分浓度为30%-40%的氢氧化钠水溶液，氢氧化钠与邻氯苯乙酸的摩尔比为3.0-3.5:1，水解反应温度为180-200℃。

优选的，步骤1）中所得反应液加盐酸酸化至pH为1.0-3.0，冷却结晶温度为0-30℃。

更优选的，步骤1）中所得反应液加盐酸酸化至pH为1.0-2.0，冷却结晶温度为0-10℃。

步骤2）反应生成的水通过带水剂共沸蒸馏带出反应体系。优选的，步骤2）中带水剂为不带来副反应同时便于与水分离的芳烃、烷烃或卤代烃。

更优选的，步骤2）中带水剂为甲苯、二甲苯、氯苯和己烷中的任一种。

优选的，步骤2）中邻羟基苯乙酸与带水剂的质量比为 0.2-1:1，催化剂硫酸铁与邻羟基苯乙酸的质量比为0.5-1:100。

优选的，步骤2）所得反应液过滤回收催化剂，滤液分离除去带水剂，即得产品苯并呋喃-2-(3H)-酮。

更优选的，步骤2）中滤液采用蒸馏或减压蒸馏的工艺分离除去带水剂。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，简便易行，经济环保，收率高。其中使用硫酸铁作为内酯化反应的催化剂，1）其不与氯化钠反应，因此可以在邻羟基苯乙酸生产步骤中省去纯化工序，直接以含氯化钠的邻羟基苯乙酸粗品为原料通过内酯化反应生产苯并呋喃-2-(3H)-酮，不仅简化了操作，而且避免了邻羟基苯乙酸纯化过程中的物料损失，提高了收率；2）其为中性化合物，对反应设备的腐蚀小，不易将产品碳化；3）催化剂用量小，而且不需要复杂的后处理，可通过简单过滤回收套用，不仅节约生产成本，还减少了三废的产生。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例 1

（1）在500mL的高压反应釜中加入邻氯苯乙酸139.3g（98%，0.8mol）、氢氧化钠112.0g、水261.3g以及氧化铜0.8g，搅拌升温至200℃，在压力0.1MPa条件下保温反应12h，HPLC分析显示邻氯苯乙酸的含量为0.81%，降至室温，打开高压釜，将反应液倒入烧杯中，用盐酸调节pH=1-2，降温至10℃，抽滤，干燥，得邻羟基苯乙酸123.3g，HPLC 分析产品纯度为90.0%，收率 91.2%（以邻氯苯乙酸计）。

（2）在500mL反应瓶中加入步骤（1）所得的邻羟基苯乙酸50.7g（90%，0.3mol）、甲苯235mL以及无水硫酸铁0.5g，搅拌加热回流反应，在分水器中收集反应生成的水，甲苯回流到反应体系中，反应6h，HPLC分析显示邻羟基苯乙酸的含量为0.86%，冷却，过滤除去氯化钠和硫酸铁，滤液减压蒸馏回收甲苯，得苯并呋喃-2-(3H)-酮39.0g，HPLC 分析产品纯度为99.1%，收率 96.1%（以邻羟基苯乙酸计）。

实施例 2

（1）在500mL的高压反应釜中加入邻氯苯乙酸139.3g（98%，0.8mol）、氢氧化钠112.0g、水261.3g以及氧化铜0.8g，搅拌升温至200℃，在压力0.1MPa条件下保温反应12h，HPLC分析显示邻氯苯乙酸的含量为0.50%，降至室温，打开高压釜，将反应液倒入烧杯中，用盐酸调节pH=1-2，降温至10℃，抽滤，干燥，得邻羟基苯乙酸122.5g，HPLC 分析产品纯度为89.5%，收率 90.1%（以邻氯苯乙酸计）。

（2）在500mL反应瓶中加入步骤（1）所得的邻羟基苯乙酸51.0g（89.5%，0.3mol），甲苯250mL以及无水硫酸铁0.5g，搅拌加热回流反应，在分水器中收集反应生成的水，甲苯回流到反应体系中，反应6h，HPLC分析显示邻羟基苯乙酸的含量为0.94%，冷却，过滤除去氯化钠和硫酸铁，滤液减压蒸馏回收甲苯，得苯并呋喃-2-(3H)-酮38.6g，HPLC 分析产品纯度为99.3%，收率95.3%（以邻羟基苯乙酸计）。

对比实施例 1

（1）在500mL的高压反应釜中加入邻氯苯乙酸139.3g（98%，0.8mol）、氢氧化钠112.0g、水261.3g以及氧化铜0.8g，搅拌升温至200℃，保温反应12h，HPLC分析显示邻氯苯乙酸的含量为0.64%，降至室温，打开高压釜，将反应液倒入烧杯中，用盐酸调节pH=1-2，降温至10℃，抽滤，滤饼用水洗涤，干燥，得邻羟基苯乙酸101.0g，HPLC 分析产品纯度为97.0%，收率80.5%（以邻氯苯乙酸计）。

（2）在500mL反应瓶中加入步骤（1）所得的邻羟基苯乙酸47.0g（97%，0.3mol），甲苯218mL以及无水硫酸铁0.5g，搅拌加热回流反应，在分水器中收集反应生成的水，甲苯回流到反应体系中，反应6h，HPLC分析显示邻羟基苯乙酸的含量为0.89%，冷却，过滤除去氯化钠和硫酸铁，滤液减压蒸馏回收甲苯，得苯并呋喃-2-(3H)-酮38.6g，HPLC 分析产品纯度为99.0%，收率95.1%（以邻羟基苯乙酸计）。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：步骤1）中催化剂为氧化铜或者能与氢氧化钠反应生成氧化铜的铜盐。

3.如权利要求1所述的苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：步骤1）中氢氧化钠为质量百分浓度为15%-50%的氢氧化钠水溶液，氢氧化钠与邻氯苯乙酸的摩尔比为3.0-5.0:1，水解反应温度为150-200℃。

4.如权利要求3所述的苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：步骤1）中氢氧化钠为质量百分浓度为30%-40%的氢氧化钠水溶液，氢氧化钠与邻氯苯乙酸的摩尔比为3.0-3.5:1，水解反应温度为180-200℃。

5.如权利要求1所述的苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：步骤1）中所得反应液加盐酸酸化至pH为1.0-3.0，冷却结晶温度为0-30℃。

6.如权利要求5所述的苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：步骤1）中所得反应液加盐酸酸化至pH为1.0-2.0，冷却结晶温度为0-10℃。

7.如权利要求1所述的苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：步骤2）中带水剂为不带来副反应同时便于与水分离的芳烃、烷烃或卤代烃。

8.如权利要求7所述的苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：步骤2）中带水剂为甲苯、二甲苯、氯苯和己烷中的任一种。

9.如权利要求1所述的苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：步骤2）中邻羟基苯乙酸与带水剂的质量比为 0.2-1:1，硫酸铁与邻羟基苯乙酸的质量比为0.5-1:100。

10.如权利要求1所述的苯并呋喃-2-(3H)-酮的合成方法，其特征在于：步骤2）所得反应液过滤回收催化剂，滤液分离除去带水剂，即得产品苯并呋喃-2-(3H)-酮。