CN117964584A - 一种（r）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及有机化学合成领域，尤其是涉及一种（R）‑4‑丙基‑二氢呋喃‑2‑酮的合成方法，包括以下步骤：将丙酸和碘甲烷混合，并加入金属催化剂进行反应，得到中间体甲基丙酸碘代物；将所述中间体甲基丙酸碘代物与乙醛混合，并在碱性条件下反应，得到中间体（R）‑3‑羟基‑4‑丙基‑二氢呋喃；将所述中间体（R）‑3‑羟基‑4‑丙基‑二氢呋喃在酸性条件下脱水环化得到目标产物（R）‑4‑丙基‑二氢呋喃‑2‑酮。本申请具有反应条件温和、收率高、原料易得和操作简便的优点。
Description
技术领域
本申请涉及有机化学合成领域，尤其是涉及一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法。
背景技术
（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮是一种重要的手性化合物，它被广泛应用于医药、香料等领域。现有的合成方法通常包括多步骤反应，不仅收率低，反应条件严苛，同时需要使用到昂贵、有毒的试剂或催化剂，且副产物处理困难，造成了严重的环境污染问题。
因此，研究一种简便、高效、环保的合成方法具有重要的现实意义和应用价值。
发明内容
为了提供一种简便、高效、环保的（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，本申请提供一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法。
本申请提供一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，采用如下的技术方案：
一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，包括以下步骤：
S1，将丙酸和碘甲烷混合，并加入金属催化剂进行反应，得到中间体甲基丙酸碘代物；
S2，将所述中间体甲基丙酸碘代物与乙醛混合，并在碱性条件下反应，得到中间体（R）-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃；
S3，将所述中间体（R）-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃在酸性条件下脱水环化得到目标产物（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮。
通过采用上述技术方案，S1中：丙酸在金属催化剂的作用下，发生羰基碳原子与金属的配位作用，形成中间配合物；碘甲烷作为卤代试剂在此配合物上进行亲核取代，释放出金属，生成中间体甲基丙酸碘代物；S2中：乙醛在碱性条件下形成亲核的烯醇负离子，然后与甲基丙酸碘代物发生亲核加成反应，生成具有羟基的β-羟基酮类中间体；由于反应是在旋转手性中心附近进行的，所以按照不对称合成的方法，可以得到特定构型的（R）-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃；S3中：在酸性条件下，（R）-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃中的羟基被质子化，酸作为催化剂，提供了氢离子，使得羟基得到质子化转变为一个良好的水离子基团；在质子化的驱动下，转变为水的羟基离开分子，形成一个碳正离子（烯醇正离子），由此过程中产生的碳正离子是一个非常活跃的中间体，容易受到其他原子或分子的攻击；生产的碳正离子与同一分子中的双键亲核攻击，进行分子内闭环，此时，二氢呋喃环的形成涉及到4,5位上的双键的碳原子发起对正离子碳原子的亲核攻击；闭环后形成的二氢呋喃具有较高程度的稳定性，虽然二氢呋喃不是芳香化合物，但它的闭环结构因其共轭系统和环状结构的稳定性以及内应力的减小而具有显著的稳定性；新形成的二氢呋喃通过最后的质子转移（脱去H+）完成整个反应，生成最终产物（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮。
本申请合成方法具有反应条件温和、收率高、原料易得和操作简单的优点。
在一个具体的可实施方案中，所述S1中，所述丙酸和碘甲烷的摩尔比为1.2:1，且钯碳催化剂的用量为丙酸摩尔数的10%。
在一个具体的可实施方案中，所述S1中，所述金属催化剂为钯碳催化剂。
在一个具体的可实施方案中，所述S2中，所述乙醛与甲基丙酸碘代物的摩尔比为1.5:1。
在一个具体的可实施方案中，所述S2中，所述碱性条件中的碱源为碳酸钠，且用量为乙醛摩尔数的10%。
在一个具体的可实施方案中，所述S3中，所述酸性条件的酸源为硫酸，且用量为(R)-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃摩尔数的5%。
在一个具体的可实施方案中，所述S4中，所述碱液为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种；优选为氢氧化钠。
在一个具体的可实施方案中，所述S1、S2和S3中的反应温度均在室温下进行。
在一个具体的可实施方案中，所述S1、S2和S3中的反应溶剂均为甲醇。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请具有反应条件温和、收率高、原料易得和操作简便的优点；
2.本申请的合成方法解决了现有技术中多步骤反应，不仅收率低，反应条件严苛，同时需要使用到昂贵、有毒的试剂或催化剂，且副产物处理困难，造成了严重的环境污染问题；
3.本申请所用溶剂安全，对环境污染较小。
具体实施方式
以下通过实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例中所有原料均可通过市售获得。
实施例
本实施例中公开了一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，包括以下步骤：
S1，取7.4g丙酸和17.04g碘甲烷，按照1:1.2的摩尔比混合，加入0.01mol的钯碳催化剂，在100ml的甲醇中室温下搅拌反应24h；反应完成后，用500ml的乙醚萃取，然后用饱和食盐溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，转移至旋转蒸发仪蒸馏去除溶剂，得到甲基丙酸碘代物，具体收率为85%；
S2，取5g上述甲基丙酸碘代物和3.1g乙醛，按照1:1.5的摩尔比混合，加入0.007mol的钠碳酸，在50ml的甲醇中室温下搅拌反应6h；反应完成后，过滤除去固体，转移至旋转蒸发仪蒸馏去除溶剂，得到(R)-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃，具体收率为92%；
S3，取4g上述(R)-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃，加入(R)-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃摩尔数的5%的硫酸于25ml的甲醇中反应2h；反应完成后，过滤除去固体，转移至旋转蒸发仪蒸馏去除溶剂，得到目标产物(R)-4-丙基-二氢呋喃-2-酮，具体收率为90%。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，将丙酸和碘甲烷混合，并加入金属催化剂进行反应，得到中间体甲基丙酸碘代物；
S2，将所述中间体甲基丙酸碘代物与乙醛混合，并在碱性条件下反应，得到中间体（R）-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃；
S3，将所述中间体（R）-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃在酸性条件下脱水环化得到目标产物（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮。
2.根据权利要求1所述的一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，其特征在于：所述S1中，所述丙酸和碘甲烷的摩尔比为1.2:1，且钯碳催化剂的用量为丙酸摩尔数的10%。
3.根据权利要求1所述的一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，其特征在于：所述S1中，所述金属催化剂为钯碳催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，其特征在于：所述S2中，所述乙醛与甲基丙酸碘代物的摩尔比为1.5:1。
5.根据权利要求1所述的一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，其特征在于：所述S2中，所述碱性条件中的碱源为碳酸钠，且用量为乙醛摩尔数的10%。
6.根据权利要求1所述的一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，其特征在于：所述S3中，所述酸性条件的酸源为硫酸，且用量为(R)-3-羟基-4-丙基-二氢呋喃摩尔数的5%。
7.根据权利要求1所述的一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，其特征在于：所述S1、S2和S3中的反应温度均在室温下进行。
8.根据权利要求1所述的一种（R）-4-丙基-二氢呋喃-2-酮的合成方法，其特征在于：所述S1、S2和S3中的反应溶剂均为甲醇。
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