CN112457175A - 一种制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备1,3‑二苄氧基‑2‑丙酮的方法，苯甲醇和环氧氯丙烷在碱性水溶液中进行亲核反应，将亲核反应后的混合物水洗，再采用第一萃取剂进行第一次萃取获得有机层，有机层进行第一次干燥后减压蒸馏去除175℃/5mmHg以下的馏分获得中间产物，在惰性气氛及冰水浴条件下，向中间产物中添加溶剂、五氧化二磷及二甲基亚砜，保持惰性气氛加热至室温进行反应，然后保持惰性气氛，在冰水浴条件下，加入有机胺，再保持惰性气氛加热至室温继续进行反应生成1,3‑二苄氧基‑2‑丙酮。本发明的方法原料便宜易得，反应条件温和，操作简便，收率高。
Description
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，涉及一种制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
1,3-二苄氧基-2-丙酮是重要的有机合成中间体和化工原料，也可以用作羟基保护剂，利用其羰基的活性进行一系列反应后再进行氢解制备1,3-二羟基化合物，还可以合成一些功能性的药品和食品添加剂等。
目前，制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法主要有：1.1,3-二苄氧基异丙醇氧化法，然而发明人研究发现，以四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)为催化剂催化氧化时，操作复杂，使用TEMPO作催化剂价格昂贵，且不能回收，废水量大，成本高；采用NCS/(CH3)2S氧化法时，需要低温-25℃反应，条件要求高；采用PCC氧化法时，使用吡啶和CrO3的盐酸盐作氧化剂，污染大，氧化复杂；使用吡啶-三氧化硫/二甲基亚砜氧化法时，吡啶-三氧化硫络合物使用量大，废酸水量大，污染严重。2.1,1-二(苄氧甲基)乙烯氧化法，该方法使用臭氧作氧化剂氧化1,1-二(苄氧甲基)乙烯，但发明人研究发现，该方法的原料1,1-二(苄氧甲基)乙烯不容易制备，需要低温-78℃反应，反应条件苛刻。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，原料便宜易得，反应条件温和，操作简便，收率高。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，苯甲醇和环氧氯丙烷在碱性水溶液中进行亲核反应，将亲核反应后的混合物水洗，再采用第一萃取剂进行第一次萃取获得有机层，有机层进行第一次干燥后减压蒸馏去除175℃/5mmHg以下的馏分获得中间产物，在惰性气氛及冰水浴条件下，向中间产物中添加溶剂、五氧化二磷及二甲基亚砜，保持惰性气氛加热至室温进行反应，然后保持惰性气氛，在冰水浴条件下，加入有机胺，再保持惰性气氛加热至室温继续进行反应生成1,3-二苄氧基-2-丙酮。
本发明以苯甲醇和环氧氯丙烷作为原料，采用上述过程能够制备获得1,3-二苄氧基-2-丙酮，反应原料易得、反应过程简单、反应条件温和，产率较高，可达94.3％。
在一些实施例中，所述亲核反应的步骤为：将苯甲醇、碱性化合物、水混合均匀，滴加环氧氯丙烷，加热至30～40℃反应。所述碱性化合物为氢氧化钾、氢氧化钠等。
在一些实施例中，第一萃取剂为甲苯。
在一些实施例中，第一次干燥的方式为：采用无水硫酸钠干燥。
在一些实施例中，所述溶剂为干燥后的溶剂。经过实验表明，未经干燥的溶剂制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的产率较低。
在一种或多种实施例中，所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷或甲苯。
在一些实施例中，所述五氧化二磷为干燥的五氧化二磷粉末。经过实验表明，五氧化二磷的添加状态能够影响1,3-二苄氧基-2-丙酮的产率，结块或吸潮后的五氧化二磷均不利于提高1,3-二苄氧基-2-丙酮的产率。
在一些实施例中，所述二甲基亚砜为干燥后的二甲基亚砜。经过实验表明，未经干燥的二甲基亚砜制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的产率较低。
在一些实施例中，加入有机胺的方式为滴加。
在一些实施例中，所述有机胺为三乙胺、三丙胺、三异丙胺或三丁胺。采用这些有机胺(尤其是三乙胺)能够大大提高1,3-二苄氧基-2-丙酮的收率。
在一些实施例中，中间产物、五氧化二磷及二甲基亚砜在在室温下反应的时间为30～90min。
在一些实施例中，加入有机胺后反应的时间为90～120min。
在一些实施例中，加入有机胺后反应后，调节pH至中性，采用第二萃取剂进行第二次萃取，有机层进行第二次干燥后旋蒸去除有机溶剂获得固体，固体进行重结晶。该纯化方法有利于获得更纯净的1,3-二苄氧基-2-丙酮，且纯化过程不影响1,3-二苄氧基-2-丙酮的收率计算。
在一种或多种实施例中，第二萃取剂为二氯甲烷。
在一种或多种实施例中，第二次萃取的有机层采用饱和氯化钠溶液洗涤后进行第二次干燥。
在一种或多种实施例中，第二次干燥的方式为：采用无水硫酸镁干燥。
在一种或多种实施例中，重结晶的溶剂为无水乙醇。
在一些实施例中，苯甲醇与环氧氯丙烷的摩尔比为2.5～3:1。
在一些实施例中，环氧氯丙烷与二甲基亚砜的摩尔比为1:2～3。
在一些实施例中，五氧化二磷与环氧氯丙烷的摩尔比为1.5～3:1。
在一些实施例中，环氧氯丙烷与有机胺的摩尔比为1:3～5。
本发明的有益效果为：
1、本发明以苯甲醇与环氧氯丙烷为主要原料合成1,3-二苄氧基-2-丙酮，原料便宜易得，操作简便。
2、本发明不需要低温环境，不使用铬等重金属氧化剂，污染小，二甲基亚砜作氧化剂氧化条件温和，收率高，适于规模化生产。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本发明的技术方案。
以下实施例1～6中采用的五氧化二磷均为干燥的粉末状固体，采用的二甲基亚砜均经过干燥，反应中采用的二氯甲烷均经过干燥。
实施例1
将5gNaOH溶解在5g水中加入到装有16.22g苯甲醇的250mL三口瓶中,室温下机械搅拌10min，滴加4.63g环氧氯丙烷，35℃下搅拌过夜，至环氧氯丙烷反应完全。反应混合物用2×30mL去离子水水洗，2×30mL甲苯萃取分离有机层，无水硫酸钠干燥后减压蒸馏回收甲苯，进一步减压蒸馏，收集175℃/5mmHg以下低沸点馏分。残余物在氮气保护下降至室温，冰水浴冷却，加入120mL二氯甲烷、7.10mL二甲基亚砜和10.65g五氧化二磷，室温搅拌30min。再次将烧瓶置于冰水浴中，滴加三乙胺20.9mL，室温下搅拌1.5h，滴加10％盐酸调节溶液pH至中性。二氯甲烷萃取，有机相用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯甲烷，所得固体用无水乙醇重结晶，干燥，得白色晶体1,3-二苄氧基-2-丙酮10.55g，收率78.0％，熔点39-40℃，1HNMR(CDCl3)δ(ppm):7.29-7.39(m,10H),4.27(s,4H),4.60(s,4H).
实施例2
将5gNaOH溶解在5g水中加入到装有16.22g苯甲醇的250mL三口瓶中室温下机械搅拌10min，滴加4.63g环氧氯丙烷，35℃下搅拌过夜，至环氧氯丙烷反应完全。反应混合物用2×30mL去离子水水洗，2×30mL甲苯萃取分离有机层，无水硫酸钠干燥后减压蒸馏回收甲苯，进一步减压蒸馏，收集175℃/5mmHg以下低沸点馏分。残余物在氮气保护下降至室温，冰水浴冷却，加入120mL二氯甲烷、7.1mL二甲基亚砜和14.20g五氧化二磷，室温下机械搅拌30min。再次将烧瓶置于冰水浴中，滴加三乙胺27.8mL，室温下搅拌1.5h，滴加10％盐酸调节溶液pH至中性。二氯甲烷萃取，有机相用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯甲烷，所得固体用无水乙醇重结晶，干燥，得白色晶体1,3-二苄氧基-2-丙酮11.53g，收率85.3％。
实施例3
将5g NaOH溶解在5g水中加入到装有16.22g苯甲醇的250mL三口瓶中室温下机械搅拌10min，滴加4.63g环氧氯丙烷，35℃下搅拌过夜，至环氧氯丙烷反应完全。反应混合物用2×30mL去离子水水洗，2×30mL甲苯萃取分离有机层，无水硫酸钠干燥后减压蒸馏回收甲苯，进一步减压蒸馏，收集175℃/5mmHg以下低沸点馏分。残余物在氮气保护下降至室温，冰水浴冷却，加入120mL二氯甲烷、8.9mL二甲基亚砜和14.20g五氧化二磷，室温下机械搅拌30min。再次将烧瓶置于冰水浴中，滴加三乙胺34.7mL，室温下搅拌1.5h，滴加10％盐酸调节溶液pH至中性。二氯甲烷萃取，有机相用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯甲烷，所得固体用无水乙醇重结晶，干燥，得白色晶体1,3-二苄氧基-2-丙酮12.75g，收率94.3％。
实施例4
将5g NaOH溶解在5g水中加入到装有16.22g苯甲醇的250mL三口瓶中室温下机械搅拌10min，滴加4.63g环氧氯丙烷，35℃下搅拌过夜，至环氧氯丙烷反应完全。反应混合物用2×30mL去离子水水洗，2×30mL甲苯萃取分离有机层，无水硫酸钠干燥后减压蒸馏回收甲苯，进一步减压蒸馏，收集175℃/5mmHg以下低沸点馏分。残余物在氮气保护下降至室温，冰水浴冷却，加入120mL二氯甲烷、8.9mL二甲基亚砜和17.80g五氧化二磷，室温下机械搅拌30min。再次将烧瓶置于冰水浴中，滴加三乙胺34.7mL，室温下搅拌1.5h，滴加10％盐酸调节溶液pH至中性。二氯甲烷萃取，有机相用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯甲烷，所得固体用无水乙醇重结晶，干燥，得白色晶体1,3-二苄氧基-2-丙酮12.70g，收率94.1％。
实施例5
将5g NaOH溶解在5g水中加入到装有16.22g苯甲醇的250mL三口瓶中室温下机械搅拌10min，滴加4.63g环氧氯丙烷，35℃下搅拌过夜，至环氧氯丙烷反应完全。反应混合物用2×30mL去离子水水洗，2×30mL甲苯萃取分离有机层，无水硫酸钠干燥后减压蒸馏回收甲苯，进一步减压蒸馏，收集175℃/5mmHg以下低沸点馏分。残余物在氮气保护下降至室温，冰水浴冷却，加入120mL二氯甲烷、8.9mL二甲基亚砜和14.20g五氧化二磷，室温下机械搅拌30min。再次将烧瓶置于冰水浴中，滴加三丁胺59.4mL，室温下搅拌1.5h，滴加10％盐酸调节溶液pH至中性。二氯甲烷萃取，有机相用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯甲烷，所得固体用无水乙醇重结晶，干燥，得白色晶体1,3-二苄氧基-2-丙酮12.37g，收率91.5％。
实施例6
将5g NaOH溶解在5g水中加入到装有16.22g苯甲醇的250mL三口瓶中室温下机械搅拌10min，滴加4.63g环氧氯丙烷，35℃下搅拌过夜，至环氧氯丙烷反应完全。反应混合物用2×30mL去离子水水洗，2×30mL甲苯萃取分离有机层，无水硫酸钠干燥后减压蒸馏回收甲苯，进一步减压蒸馏，收集175℃/5mmHg以下低沸点馏分。残余物在氮气保护下降至室温，冰水浴冷却，加入120mL二氯乙烷、8.9mL二甲基亚砜和14.20g五氧化二磷，室温下机械搅拌30min。再次将烧瓶置于冰水浴中，滴加三乙胺34.7mL，室温下搅拌1.5h，滴加10％盐酸调节溶液pH至中性。二氯乙烷萃取，有机相用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯乙烷，所得固体用无水乙醇重结晶，干燥，得白色晶体1,3-二苄氧基-2-丙酮12.59g，收率93.2％。
实施例7
本实施例与实施例4相同，区别是：本实施例反应中采用的二氯甲烷未经干燥，1,3-二苄氧基-2-丙酮的收率为65.3％。
实施例8
本实施例与实施例4相同，区别是：本实施例采用的二甲基亚砜未经干燥，1,3-二苄氧基-2-丙酮的收率为67.5％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，苯甲醇和环氧氯丙烷在碱性水溶液中进行亲核反应，将亲核反应后的混合物水洗，再采用第一萃取剂进行第一次萃取获得有机层，有机层进行第一次干燥后减压蒸馏去除175℃/5mmHg以下的馏分获得中间产物，在惰性气氛及冰水浴条件下，向中间产物中添加溶剂、五氧化二磷及二甲基亚砜，保持惰性气氛加热至室温进行反应，然后保持惰性气氛，在冰水浴条件下，加入有机胺，再保持惰性气氛加热至室温继续进行反应生成1,3-二苄氧基-2-丙酮。
2.如权利要求1所述的制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，所述亲核反应的步骤为：将苯甲醇、碱性化合物、水混合均匀，滴加环氧氯丙烷，加热至30～40℃反应。
3.如权利要求1所述的制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，第一萃取剂为甲苯；
或，第一次干燥的方式为：采用无水硫酸钠干燥。
4.如权利要求1所述的制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，所述溶剂为干燥后的溶剂；
或，所述有机胺为三乙胺、三丙胺、三异丙胺或三丁胺。
5.如权利要求1所述的制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，所述五氧化二磷为干燥的五氧化二磷粉末。
6.如权利要求1所述的制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，所述二甲基亚砜为干燥后的二甲基亚砜。
7.如权利要求1所述的制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，中间产物、五氧化二磷及二甲基亚砜在在室温下反应的时间为30～90min；
或，加入有机胺后反应的时间为90～120min。
8.如权利要求1所述的制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，加入有机胺后反应后，调节pH至中性，采用第二萃取剂进行第二次萃取，有机层进行第二次干燥后旋蒸去除有机溶剂获得固体，固体进行重结晶。
9.如权利要求8所述的制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，第二萃取剂为二氯甲烷；
或，第二次萃取的有机层采用饱和氯化钠溶液洗涤后进行第二次干燥；
或，第二次干燥的方式为：采用无水硫酸镁干燥；
或，重结晶的溶剂为无水乙醇。
10.如权利要求1所述的制备1,3-二苄氧基-2-丙酮的方法，其特征是，苯甲醇与环氧氯丙烷的摩尔比为2.5～3:1；
或，环氧氯丙烷与二甲基亚砜的摩尔比为1:2～3；
或，五氧化二磷与环氧氯丙烷的摩尔比为1.5～3:1；
或，环氧氯丙烷与有机胺的摩尔比为1:3～5。
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