CN113004229B - 2-乙酰呋喃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种2‑乙酰呋喃的制备方法，包括如下步骤：以糠醛为原料，经过格式反应得到呋喃甲基醇，所述呋喃甲基醇在催化剂存在下，于含氧气氛中进行氧化反应，得到所述2‑乙酰呋喃；其中，所述催化剂为4‑羟基‑2,2,6,6‑四甲基哌啶氧化物和溴化钾。该方法工艺简洁，催化剂简单，适用于大规模工业生产，稳定性满足产品市场需求，而且产品成本相对现有工业生产成本更低，产品质量也更好。

Description

2-乙酰呋喃的制备方法
技术领域
本发明属于化合物合成领域，具体涉及一种2-乙酰呋喃的制备方法。
背景技术
2-乙酰呋喃是重要的有机合成材料，在工业生产中应用较为广泛。2-乙酰呋喃在医药中可应用于头孢呋辛酯、头孢呋辛、呋烟腙等药物的合成，在食品行业主要作为添加剂用于汤类、肉类、调味品等中。
目前工业上2-乙酰呋喃的合成方法基本都是以糠醛为起始原料，首先糠醛氧化为糠酸，然后糠酸在催化剂存在下脱羧变成呋喃，呋喃再在酸催化下与醋酐反应生产2-乙酰呋喃，该工艺不仅三废污染严重，而且原子经济效益性差，而且更重要的在于生产过程中其关键中间体呋喃沸点只有三十多度，易燃易爆，安全风险非常高，严重制约了该产品的市场稳定性。
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发明内容
本发明公开一种2-乙酰呋喃的制备方法，包括如下步骤：以糠醛为原料，经过格式反应得到呋喃甲基醇，所述呋喃甲基醇在催化剂存在下，于含氧气氛中进行氧化反应，得到所述2-乙酰呋喃；
其中，所述催化剂为4-羟基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶氧化物和溴化钾。
优选地，所述4-羟基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶氧化物和溴化钾的质量比为（1-1.6）:1，例如为4:3。
其中，所述格式反应得到呋喃甲基醇的过程包括：向预冷的含有格式试剂的溶液中加入糠醛，控制体系温度不超过25℃，反应完成后，将反应液滴加到冰水中，控制体系温度不超过25℃，调节混合液pH值至中性，分离出有机层，浓缩得到呋喃甲基醇。
优选地，所述预冷的含有格式试剂的溶液的温度为-5~2℃，例如0℃。
优选地，所述预冷的含有格式试剂的溶液中，格式试剂的浓度为1-5mol/L，例如为3 mol/L。
优选地，所述格式试剂为甲基氯化镁或甲基溴化镁。
优选地，所述预冷的含有格式试剂的溶液与糠醛的体积比为（3-7）:1，例如为4:1。
优选地，所述糠醛加入时为缓慢滴加。
优选地，所述冰水与所述预冷的含有格式试剂的溶液的体积比为（0.8-1.5）:1，例如为1:1。
优选地，混合液的pH值通过向其中滴加稀盐酸进行调节。优选地，所述pH值为6.5-7.5，优选为7。
优选地，所述含有格式试剂的溶液中的溶剂可以为四氢呋喃。
其中，所述氧化反应的过程包括：将所述呋喃甲基醇和催化剂加入溶剂中，在含氧气氛中进行氧化反应，反应完毕后，浓缩得到所述2-乙酰呋喃。
优选地，所述呋喃甲基醇和催化剂的质量比为（15-25）:1，例如为20:1。
优选地，所述呋喃甲基醇和溶剂的质量体积比为（20-35）g:100mL，例如为27.5g:100mL。
优选地，所述溶剂可以选自二氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃和乙腈中的至少一种。
优选地，所述氧化反应的温度可以为0-40℃，例如为0℃、10℃、20℃、25℃、30℃、40℃。
优选地，所述氧化反应的时间为3-5小时。
优选地，所述含氧气氛可以由空气或氧气提供。
示例性地，本发明提供地2-乙酰呋喃的制备方法包括如下步骤：
向预冷的含有格式试剂的溶液中加入糠醛，控制体系温度不超过25℃，反应完成后，将反应液滴加到冰水中，控制体系温度不超过25℃，调节混合液pH值至中性，分离出有机层，浓缩得到呋喃甲基醇；所述催化剂为4-羟基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶氧化物和溴化钾；
将所述呋喃甲基醇和催化剂加入溶剂中，在含氧气氛中进行氧化反应，反应完毕后，浓缩得到所述2-乙酰呋喃。
本发明的有益效果：
本发明以糠醛为原料，经过格式反应得到呋喃甲基醇，呋喃甲基醇在工业上廉价易得的4-羟基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶氧化物和溴化钾作为催化剂的条件下，用空气或者氧气直接氧化得到2-乙酰呋喃产品。工艺简洁，催化剂简单，适用于大规模工业生产，稳定性满足产品市场需求，而且产品成本相对现有工业生产成本更低，产品质量也更好。
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而现有技术中普遍都存在氧化反应时需要使用比较昂贵的重金属催化剂或者结构比较复杂的工业上比较难以获取的非常规催化剂，因此限制了该方法不能适用于大规模的工业生产。
附图说明
图1为实施例1制备得到的2-乙酰呋喃的核磁表征谱图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1 2-乙酰呋喃的制备方法
1. 格式反应：
在反应器中加入100毫升3摩尔每升的甲基氯化镁的四氢呋喃溶液，降温至零度左右，慢速滴加25毫升的糠醛，保持内温不超过25℃，反应完毕，将反应液慢慢滴加到100毫升的冰水中，控制内温不超过25℃，然后再慢慢滴加稀盐酸调节反应液pH=7左右，分出有机层，然后浓缩至干，得到呋喃甲基醇，收率99%。
2. 氧化反应：
在反应器中加入100毫升二氯乙烷、，27.5克呋喃甲基醇，0.8克4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物，0.6克溴化钾，控温25℃、下通入空气或者氧气反应3到5小时，反应完毕，浓缩溶剂至干，然后负压浓缩得到2-乙酰呋喃产品，收率95%。
由图1可知，2-乙酰呋喃成功制备得到。
实施例2-5
与实施例1的区别在于氧化反应所用溶剂不同：以二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃或乙腈替代二氯乙烷。
实施例6-10
与实施例1的区别在于氧化反应的温度不同：温度分别为0、10℃、20℃、30℃、40℃。
实施例11
与实施例1的区别在于格式反应中：以甲基溴化镁代替甲基氯化镁。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、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2-乙酰呋喃的制备方法，包括如下步骤：以糠醛为原料，经过格式反应得到呋喃甲基醇，所述呋喃甲基醇在催化剂存在下，于空气或氧气提供的含氧气氛中进行氧化反应，得到所述2-乙酰呋喃；
其中，所述催化剂为质量比为(1-1.6):1的4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物和溴化钾。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述格式反应得到呋喃甲基醇的过程包括：向预冷的含有格式试剂的溶液中加入糠醛，控制体系温度不超过25℃，反应完成后，将反应液滴加到冰水中，控制体系温度不超过25℃，调节混合液pH值至中性，分离出有机层，浓缩得到呋喃甲基醇。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预冷的含有格式试剂的溶液的温度为-5～2℃；
所述预冷的含有格式试剂的溶液中，格式试剂的浓度为1-5mol/L。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述格式试剂为甲基氯化镁或甲基溴化镁；
所述预冷的含有格式试剂的溶液与糠醛的体积比为(3-7):1；
所述糠醛加入时为缓慢滴加。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冰水与所述预冷的含有格式试剂的溶液的体积比为(0.8-1.5):1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化反应的过程包括：将所述呋喃甲基醇和催化剂加入溶剂中，在空气或氧气提供的含氧气氛中进行氧化反应，反应完毕后，浓缩得到所述2-乙酰呋喃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述呋喃甲基醇和催化剂的质量比为(15-25):1；
所述呋喃甲基醇和溶剂的质量体积比为(20-35)g:100mL；
所述溶剂选自二氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃和乙腈中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氧化反应的温度为0-40℃，所述氧化反应的时间为3-5小时。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，2-乙酰呋喃的制备方法包括如下步骤：
向预冷的含有格式试剂的溶液中加入糠醛，控制体系温度不超过25℃，反应完成后，将反应液滴加到冰水中，控制体系温度不超过25℃，调节混合液pH值至中性，分离出有机层，浓缩得到呋喃甲基醇；
将所述呋喃甲基醇和催化剂加入溶剂中，在空气或氧气提供的含氧气氛中进行氧化反应，反应完毕后，浓缩得到所述2-乙酰呋喃；所述催化剂为4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物和溴化钾。
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