CN108191654B - 一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种4‑乙酰氧基丁醛的制备方法,包括如下步骤:a、在惰性气体保护下将2,3‑二氢呋喃、水、乙酸和固体酸催化剂加入有机溶剂中,加热搅拌反应,反应完成后过滤;b、将步骤a中所得滤液减压蒸馏,得到4‑乙酰氧基丁醛。该方法原料便宜环保,反应过程的两步反应同时进行,且中间体不需要分离,工艺简单操作方便。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域,具体涉及一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法。
背景技术
4-乙酰氧基丁醛在医药、功能材料、香料方面具有广泛的应用,是重要有机合成中间体。
4-乙酰氧基丁醛也是重要的合成医药中间体,通过Mannich反应,在甲醛和有机胺作用下,以4-乙酰氧基丁醛为原料,一步反应,很容易得到4-乙酰氧基-2-烯甲基丁醛,4-乙酰氧基-2-烯甲基丁醛是合成维生素A的中间体,维生素A是人体必需的营养元素,它可以维持人体的器官的正常功能。目前,美国对合成4-乙酰氧基-2-烯甲基丁醛有相关的报告,在国内也有对此化合物的相关报道,大多合成4-乙酰氧基-2-烯甲基丁醛工艺步骤繁琐,原料成本高及安全操作性不高,限制了4-乙酰氧基-2-烯甲基丁醛大量生产。因此寻找合成4-乙酰氧基丁醛的方法具有重要的意义。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是,提供一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,该方法采用绿色环保的原料,避免对中间体的分离,产品的质量和收率较高,合成工艺简单易操作。
为了实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,包括如下步骤:
a、在惰性气体保护下将2,3-二氢呋喃、水、乙酸和固体酸催化剂加入有机溶剂中,加热搅拌反应,反应完成后过滤;
b、将步骤a中所得滤液减压蒸馏,得到4-乙酰氧基丁醛。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以有如下进一步的具体选择或优化选择。
优选的,步骤a中所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气中的一种或多种,优选氮气。
具体的,步骤a中所述有机溶剂选自二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯、二甲苯中的一种或多种,优选二氯乙烷。
具体的,步骤a中所述固体酸催化剂选自硫酸氢钠、对甲苯磺酸、硫酸氢钾中的一种或多种,优选硫酸氢钾。
优选的,步骤a中所述2,3-二氢呋喃与所述固体酸催化剂的摩尔比为1:0.05-0.2,优选1:0.06。
优选的,步骤a所述2,3-二氢呋喃和所述水的摩尔比为1:1-1.2,优选1:1.05。
优选的,步骤a所述2,3-二氢呋喃和所述乙酸的摩尔比为1:1-1.2,优选1:1.05。
优选的,步骤a中所述2,3-二氢呋喃和所述有机溶剂质量比为1:3.5-10,优选1:5。
具体的,步骤a中所述加热是指升温至20-50℃,优选25-30℃。
优选的,步骤b中所述减压蒸馏的温度为55-65℃,优选58-60℃,压力为100-150Pa,优选110-130Pa。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明采用的方法以2,3-二氢呋喃、水和冰醋酸为原料一锅法合成4-乙酰氧基丁醛。该方法原料便宜环保,反应过程的两步反应同时进行,且中间体不需要分离,工艺简单操作方便。该反应条件温和,安全,产品易于纯化,能耗小,成本低,克服了现有的技术中存在的高成本、高能耗、安全系数低难以工业化生产的缺陷,易于实现大规模工业化生产,以满足产业部门的需要。
附图说明
图1是本发明方法的反应流程示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合附图及具体实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本发明提供一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,包括如下步骤:a、在惰性气体保护下将2,3-二氢呋喃、水、乙酸和固体酸催化剂加入有机溶剂中,加热搅拌反应,反应完成后过滤;b、将步骤a中所得滤液减压蒸馏,得到4-乙酰氧基丁醛。具体反应式如图1所示,其中II为原料2,3-二氢呋喃和水进行水解反应合成的反应中间体4-羟基丁醛,所述反应中间体II无需进行分离,进一步与乙酸进行酯化反应合成目标产物I 4-乙酰氧基丁醛。
实施例1:
在氮气保护下,向2L三口烧瓶投入2,3-二氢呋喃(3.0mol,210.3g)、水(3.0mol,180g)、冰醋酸(3.0mol,180g)、硫酸氢钾(0.15mol,20.4g),二氯乙烷(840g)。加热至25℃~30℃,搅拌3h,过滤,滤液无色透明。在真空度100-150Pa下进行蒸馏,收集55-60℃馏分,得到4-乙酰氧基丁醛,无色透明液体,称重:354.9g,GC:99.3%,收率91.0%。MS(m/Z):131(M+),129(M—)1HNMR(CDCl3):δ,1.94-2.01(m3H),2.0(d,J=1.9,Hz,2H),2.4(d,J=2.5,Hz,2H),4.08(d,J=4.1,Hz,2H),9.8(d,J=4.1,Hz,1H)。
实施例2:
在氮气保护下,向2L三口烧瓶投入2,3-二氢呋喃(3.0mol,210.3g)、水(3.15mol,189g)、冰醋酸(3.15mol,189g)、硫酸氢钾(0.18mol,24.5g),二氯乙烷(1052g)。加热至25℃~30℃,搅拌3h,过滤,滤液无色透明。在真空度110-130Pa下进行蒸馏,收集58-60℃馏分,得到4-乙酰氧基丁醛,无色透明液体,称重:358.8g,GC:99.5%,收率92.0%。MS(m/Z):131(M+),129(M—)1HNMR(CDCl3):δ,1.94-2.01(m3H),2.0(d,J=1.9,Hz,2H),2.4(d,J=2.5,Hz,2H),4.08(d,J=4.1,Hz,2H),9.8(d,J=4.1,Hz,1H)。
实施例3:
在氮气保护下,向2L三口烧瓶投入2,3-二氢呋喃(3.0mol,210.3g)、水(3.09mol,185.4g)、冰醋酸(3.09mol,185.4g)、硫酸氢钾(0.12mol,16.3g),二氯乙烷(736g)。加热至30℃~40℃,搅拌3h,过滤,滤液无色透明。在真空度130-150Pa下进行蒸馏,收集58-60℃馏分,得到4-乙酰氧基丁醛,无色透明液体,称重:353.0g,GC:99.1%,收率90.5%。MS(m/Z):131(M+),129(M—)1HNMR(CDCl3):δ,1.94-2.01(m3H),2.0(d,J=1.9,Hz,2H),2.4(d,J=2.5,Hz,2H),4.08(d,J=4.1,Hz,2H),9.8(d,J=4.1,Hz,1H)。
实施例4:
在氮气保护下,向2L三口烧瓶投入2,3-二氢呋喃(3.0mol,210.3g)、水(3.3mol,198g)、冰醋酸(3.3mol,198g)、硫酸氢钾(0.3mol,40.8g)、二氯乙烷(1540g)。加热至40℃~50℃后,搅拌3h,过滤,滤液无色透明。在真空度100-150Pa下进行蒸馏,收集58-60℃馏分,得到无色透明液体356.9g,GC:99.5%,收率91.5%。MS(m/Z):131(M+),129(M—)1HNMR(CDCl3):δ,1.94-2.01(m3H),2.0(d,J=1.9,Hz,2H),2.4(d,J=2.5,Hz,2H),4.08(d,J=4.1,Hz,2H),9.8(d,J=4.1,Hz,1H)。
实施例5:
在氮气保护下,向2L三口烧瓶投入2,3-二氢呋喃(3.0mol,210.3g)、水(3.24mol,194.4g)、冰醋酸(3.24mol,194.4g)、硫酸氢钾(0.24mol,32.6g)、二氯乙烷(1320g)。加热至30℃~40℃,搅拌3h,过滤,滤液无色透明。在真空度100-150Pa下进行蒸馏,收集58-60℃馏分,得到无色透明液体358g,GC:99.4%,收率91.8%。MS(m/Z):131(M+),129(M—)1HNMR(CDCl3):δ,1.94-2.01(m3H),2.0(d,J=1.9,Hz,2H),2.4(d,J=2.5,Hz,2H),4.08(d,J=4.1,Hz,2H),9.8(d,J=4.1,Hz,1H)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,其特征在于,包括如下步骤∶
a、在惰性气体保护下将2,3-二氢呋喃、水、乙酸和固体酸催化剂加入有机溶剂中,加热搅拌反应,反应完成后过滤;
b、将步骤a中所得滤液减压蒸馏,得到4-乙酰氧基丁醛,
其中,步骤a中所述固体酸催化剂选自硫酸氢钠、对甲苯磺酸、硫酸氢钾中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,其特征在于:步骤a中所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,其特征在于:步骤a中所述有机溶剂选自二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,其特征在于:步骤a中所述2,3-二氢呋喃与所述固体酸催化剂的摩尔比为1∶0.05-0.2。
5.根据权利要求1所述的一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,其特征在于:步骤a所述2,3-二氢呋喃和所述水的摩尔比为1∶1-1.2。
6.根据权利要求1所述的一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,其特征在于:步骤a所述2,3-二氢呋喃和所述乙酸的摩尔比为1∶1-1.2。
7.根据权利要求1所述的一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,其特征在于:步骤a中所述2,3-二氢呋喃和所述有机溶剂质量比为1∶3.5-10。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,其特征在于:步骤a中所述加热是指升温至20-50℃。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种4-乙酰氧基丁醛的制备方法,其特征在于:步骤b中所述减压蒸馏的温度为55-65℃,压力为100-150Pa。
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