RU2455298C1 - Способ получения 5-гидрокси-2(5н)-фуранона - Google Patents
Способ получения 5-гидрокси-2(5н)-фуранона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2455298C1 RU2455298C1 RU2011118289/04A RU2011118289A RU2455298C1 RU 2455298 C1 RU2455298 C1 RU 2455298C1 RU 2011118289/04 A RU2011118289/04 A RU 2011118289/04A RU 2011118289 A RU2011118289 A RU 2011118289A RU 2455298 C1 RU2455298 C1 RU 2455298C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furanone
- hydroxy
- producing
- hydrogen peroxide
- furfural
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона, который используется в качестве полупродукта для получения каротиноидов, рострегуляторов, гербицидов, ангельментативных, протеиносаждающих фармацевтических препаратов. Способ получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона включает взаимодействие фурфурола с пероксидом водорода в условиях электрохимического анодного синтеза: на графитовых электродах при 25-55°С, силе тока 0,01-0,05 А, напряжении 2-10 В в среде водного раствора перхлората щелочного металла, в присутствии сульфата ванадила, при молярном соотношении фурфурола, пероксида водорода, электролита и сульфата ванадила (0,25-1,0):(0,6-2,6):(0,02-2,0):(0,00015-0,0006) соответственно, с последующим выделением целевого продукта экстракцией этилацетатом. Техническим результатом данного способа является упрощение процесса, повышение экологической и пожарной безопасности, сокращение времени реакции, повышение выхода целевого продукта (до 55%). 3 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способам получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона, который используется в качестве полупродукта для получения каротиноидов, рострегуляторов, гербицидов, ангельментативных, протеиносаждающих фармацевтических препаратов.
Аналогом предлагаемого способа служит известный способ получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона путем окисления фурфурола пероксидом водорода при 20-60°С в присутствии каталитических количеств 2-оксинафтената ванадия и гидрохинона в среде ацетона [авт.св. РФ №1715806, С07D 307/58, 1992].
Недостатками данного способа получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона являются:
- высокая экзотермичность реакции, в связи с чем процесс трудноуправляем и небезопасен, требует специального термостатирования, поэтому не может использоваться в широких, в том числе промышленных масштабах;
- повышенная температура, что также делает процесс небезопасным в связи с легкой воспламеняемостью ацетона;
- использование большого количества токсичного растворителя (ацетона);
- осмоление целевого продукта при его выделении.
Другим аналогом заявляемого способа получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона служит способ, основанный на многостадийном синтезе исходного 4-гидроксииноата. Первоначально производят гидролиз исходного реагента водным раствором гидроксида калия с образованием соответствующей карбоновой кислоты, которую затем окисляют реактивом Джонсона до соответствующей замещенной 4-оксиалкиновой кислоты с последующим каталитическим гидрированием последней катализатором Линдлара и образованием целевого 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона [патент США №9116055, С07D 307/62, 307/36,1991].
Недостатками данного способа получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона являются:
- длительный многостадийный синтез целевого продукта;
- невысокий выход целевого продукта, вследствие потерь при многостадийном синтезе;
- использование реактива Джонсона и катализатора Линдлара, содержащих ядовитые соединения хрома и свинца соответственно.
Наиболее близким к заявленному является способ получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона, принятый за прототип, согласно которому фурфурол подвергают электрохимическому окислению на электродах из двуокиси свинца в 1 Н водном растворе серной кислоты, при анодном потенциале 1,5-1,55 В и температуре 15-60°С [авт.св. СССР №412176].
Недостатками данного способа получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона являются:
- длительная предварительная электрохимическая обработка свинцовых электродов, (около 2 ч), для получения на их поверхности необходимой оксидной пленки;
- использование электродов из высокотоксичных свинцовых материалов, загрязняющих целевой продукт, что ограничивает его применение в качестве полупродукта для синтеза фармакологических препаратов;
- небезопасная и агрессивная среда - достаточно концентрированный (20%-ый) водный раствор серной кислоты;
- образование заметного количества смолистых веществ, которые усложняют процесс выделения целевого продукта и снижают его препаративный выход.
Приведенные недостатки значительно ограничивают возможности использования указанных способов получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона и не решают актуальную проблему создания рационального и безопасного способа получения этого важного вещества.
Техническим результатом изобретения является упрощение процесса синтеза, повышение экологической и пожарной безопасности, сокращение времени реакции, повышение выхода целевого продукта (до 55%).
Поставленный технический результат достигается тем, что способ получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона включает взаимодействие фурфурола с пероксидом водорода в условиях электрохимического анодного синтеза: на графитовых электродах при 25-55°С, силе тока 0,01-0,05 А, напряжении 2-10 В в среде водного раствора перхлората щелочного металла, в присутствии сульфата ванадила, при молярном соотношении фурфурола, пероксида водорода, электролита и сульфата ванадила (0,25-1,0):(0,6-2,6):(0,02-2,0):(0,00015-0,0006) соответственно, с последующим выделением целевого продукта экстракцией этилацетатом.
Упрощение способа получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона, повышение экологической и пожарной безопасности достигаются благодаря использованию в электрохимическом анодном синтезе графитовых электродов, а также безопасных водных растворов пероксида водорода и перхлоратов щелочных металлов. Подобранные оптимальные условия, температура 25-55°С, сила тока 0,01-0,05 А и напряжение 2-10 В существенно сокращают время технологического процесса данного синтеза. Соблюдение необходимых молярных соотношений фурфурола (0,25-1,0), водных растворов пероксида водорода (0,6-2,6) и перхлоратов щелочных металлов (0,02-2,0), сульфата ванадила (0,00015-0,0006) способствуют повышению выхода целевого продукта.
Таким образом, предложенная совокупность существенных признаков позволяет достичь заявляемого технического результата.
Заявляемый способ изобретения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона иллюстрируют нижеследующие примеры.
Пример 1.
К 40 мл 0.1 М водного раствора анолита LiClO4·3Н2О добавляют 0,05 моль (4,3 мл) фурфурола и 0,29 моль (8,7 мл) 30%-ного водного раствора пероксида водорода. Полученную смесь помещают в анодную ячейку электролизера, снабженную мешалкой. В катодную ячейку помещают 40 мл 0.1 М раствора католита LiClO4·3H2O. Электрическую цепь замыкают U-образным электролитическим ключом, заполненным раствором агар-агара в 0,1 М LiClO4·3H2O. Используют инертные графитовые электроды квадратной формы сечения, соединенные с регулируемым источником питания постоянного тока при постоянном перемешивании. Реакцию проводят при температуре 50°С, силе тока 0,05 А и напряжении 2 В в течение 4 ч. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, упаривают на 80% от исходного объема и нейтрализуют Nа2СО3 до нейтральной среды. Примеси продуктов некислотного характера извлекают экстракцией CCl4. Остаток подкисляют разбавленной НСl до рН около 2, этилацетатом экстрагируют целевой продукт. Полученный экстракт кипятят с активированным углем, отфильтровывают, отгоняют растворитель. Получают 2,15 г 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона, т.пл. 52°С. Выход 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона в зависимости от условий электросинтеза и соотношения реагентов представлен в табл.1.
Найдено, %: С 48,00; Н 4,00. Вычислено, %: С 48,08; Н 4,01.
ИК-спектр, см-1: 1643 (C=C), 1778 и 1806 (С=О сложноэфирной группы α, β-ненасыщенных γ-лактонов) и 3300-3400 см-1 (ОН).
ПМР-спектр, σ, м.д. (в CDCl3): 5.44 уш. с (1Н, ОН), 6.20 д. д (1Н, Н3, J3,4 6, J3,5 1.2 Гц), 6.24 д. д (1Н, Н5, J5,4 1.2), 7.32 д. д (1Н, Н4).
Масс-спектр, m/z: 100 (М+, 7.1), 99 (7.6), 83 (5.2), 82 (5.7), 72 (23.3), 71 (13.3), 56 (22.9), 55 (100.0), 54 (37.1), 53 (10.5), 46 (4.3), 45 (18.6), 44 (10.0), 43 (8.1).
Контроль за полнотой расходования фурфурола и пероксида водорода осуществляют методами ГЖХ, УФ-спектроскопии и тонкослойной хроматографии на пластинках «Силуфол», подвижная фаза - ацетон: хлороформ: этанол в объемном соотношении 4:2:5.
Таблица 1 | |||||
Температура реакции, °С | Начальная сила тока, А | Напряжение, В | Мольное соотношение С4Н3ОСНО:Н2O2:LiClO4·3H2O | Время реакции,* ч | Выход продукта, % от теории |
25 | 0,05 | 2,0 | 1,0:1,6:0,2 | 12 | 44 |
40 | 0,05 | 2,0 | 1,0:1,6:0,2 | 8,0 | 46 |
50 | 0,05 | 2,0 | 1,0:1,6:0,2 | 6,0 | 48 |
55 | 0,05 | 2,0 | 1,0:1,6:0,2 | 5,3 | 43 |
25 | 0,02 | 2,0 | 1,0:1,6:0,2 | 11 | 44 |
50 | 0,02 | 2,0 | 1,0:1,6:0,2 | 5,3 | 46 |
50 | 0,05 | 5,0 | 1,0:1,6:0,2 | 5,5 | 45 |
50 | 0,05 | 10,0 | 1,0:1,6:0,2 | 5,4 | 43 |
50 | 0,05 | 2,0 | 0,5:1,6:0,2 | 8,0 | 34 |
50 | 0,05 | 2,0 | 0,25:1,6:0,2 | 9,0 | 30 |
50 | 0,05 | 2,0 | 1,0:2,6:0,2 | 6,3 | 35 |
50 | 0,01 | 2,0 | 1,0:1,6:0,2 | 5,5 | 46 |
50 | 0,05 | 2,0 | 1,0:0,6:0,2 | 6,0 | 20 |
50 | 0,05 | 2,0 | 1,0:1,6:0,02 | 6,0 | 36 |
50 | 0,05 | 2,0 | 1,0:1,6:2,0 | 6,0 | 45 |
Во всех опытах время реакции определялось на момент полного превращения одного из реагентов, находящегося в недостатке, либо (в оптимальных условиях) обоих реагентов.
Пример 2.
Получение 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона осуществляют по методике, приведенной в примере 1, с добавлением каталитических количеств VOSO4·3Н2О. Выход 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона в зависимости от присутствия каталитических количеств сульфата ванадила представлен в табл.2.
Таблица 2 | |||
Мольное соотношение фурфурол: H2O2:LiClO4·3H2O | VOSO4, моль на моль фурфурола | Продолжительность реакции, ч | Выход продукта, % от теории |
1,0: 1,6: 0,2 | 0,00015 | 4,2 | 48 |
1,0: 1,6: 0,2 | 0,0003 | 4,0 | 55 |
1,0: 1,6: 0,2 | 0,0006 | 3,4 | 52 |
Пример 3.
Получение 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона осуществляют по методике, приведенной в примере 2, с использованием водных растворов минеральных солей щелочных металлов, представленных в табл.3, в качестве электролитов. Выход 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона в зависимости от использования водных растворов электролитов представлен в табл.3.
Таблица 3 | ||
Электролиты | Продолжительность реакции, ч | Выход продукта, % от теории |
LiCl | 4,1 | 52 |
NaCl | 4,2 | 48 |
КСl | 4,4 | 42 |
NaClO4·3Н2О | 4,12 | 53 |
KClO4·3Н2О | 4,3 | 40 |
Таким образом, результаты примеров 1 (табл.1), 2 (табл.2), 3 (табл.3) показывают границы использования заявляемого способа и выходы 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона в зависимости от изменения разных параметров электрохимического анодного синтеза.
Claims (1)
- Способ получения 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона, характеризующийся взаимодействием фурфурола с пероксидом водорода в условиях электрохимического анодного синтеза: на графитовых электродах при температуре 25-55°С, силе тока 0,01-0,05 А, напряжении 2-10 В в среде водного раствора перхлората щелочного металла, в присутствии сульфата ванадила, при молярном соотношении фурфурола, пероксида водорода, электролита и сульфата ванадила (0,25-1,0):(0,6-2,6):(0,02-2,0):(0,00015-0,0006) соответственно, с последующим выделением целевого продукта экстракцией этилацетатом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118289/04A RU2455298C1 (ru) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | Способ получения 5-гидрокси-2(5н)-фуранона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118289/04A RU2455298C1 (ru) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | Способ получения 5-гидрокси-2(5н)-фуранона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2455298C1 true RU2455298C1 (ru) | 2012-07-10 |
Family
ID=46848529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011118289/04A RU2455298C1 (ru) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | Способ получения 5-гидрокси-2(5н)-фуранона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2455298C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522598C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ получения 2(5н)-фуранона |
JP2022513267A (ja) * | 2018-12-21 | 2022-02-07 | ネーデルランドセ・オルガニサティ・フォール・トゥーヘパスト-ナトゥールウェテンスハッペライク・オンデルズーク・テーエヌオー | 酸化法によるマレイン酸の製造 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU412176A1 (ru) * | 1968-09-28 | 1974-01-25 | Серго Орджоникидзе , Красно рский политехнический | Способ получения формилакриловойкислоты |
SU1715806A1 (ru) * | 1987-06-30 | 1992-02-28 | Краснодарский политехнический институт | Способ получени 5-окси-2(5Н)-фуранона |
-
2011
- 2011-05-05 RU RU2011118289/04A patent/RU2455298C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU412176A1 (ru) * | 1968-09-28 | 1974-01-25 | Серго Орджоникидзе , Красно рский политехнический | Способ получения формилакриловойкислоты |
SU1715806A1 (ru) * | 1987-06-30 | 1992-02-28 | Краснодарский политехнический институт | Способ получени 5-окси-2(5Н)-фуранона |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522598C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ получения 2(5н)-фуранона |
JP2022513267A (ja) * | 2018-12-21 | 2022-02-07 | ネーデルランドセ・オルガニサティ・フォール・トゥーヘパスト-ナトゥールウェテンスハッペライク・オンデルズーク・テーエヌオー | 酸化法によるマレイン酸の製造 |
US20220090274A1 (en) * | 2018-12-21 | 2022-03-24 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Oxidation of 5-Hydroxy-2-Furanone to Maleates |
US11912656B2 (en) * | 2018-12-21 | 2024-02-27 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Oxidation of 5-hydroxy-2-furanone to maleates |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3589623B1 (en) | Production of 2,5-furandicarboxylic acid | |
EP2748353B1 (de) | Verfahren zur elektrochemischen darstellung von gamma-hydroxycarbonsäureestern und gamma-lactonen | |
WO2019072920A1 (de) | Verfahren zur herstellung von furan-2.5-dicarbonsäure | |
RU2455298C1 (ru) | Способ получения 5-гидрокси-2(5н)-фуранона | |
Ho et al. | Indirect catalytic epoxidation with hydrogen peroxide electrogenerated in ionic liquids | |
JP5207680B2 (ja) | 2,5−フランジカルボン酸の製造方法 | |
Palma et al. | Comparative study of the N-isobutyl-(2 E, 6 Z)-dodecadienamide chemical and electrochemical syntheses | |
US20210214327A1 (en) | Hmf preparation catalysed by anolyte fraction | |
CN114075675B (zh) | 电解脱氯合成4-氨基-3,6-二氯吡啶甲酸的方法及产品和应用 | |
US11912656B2 (en) | Oxidation of 5-hydroxy-2-furanone to maleates | |
JP2023521636A (ja) | レドックスフローセルにおける電解質としての使用のためのtempo誘導体溶液 | |
DE4327361A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Benzaldehyddialkylacetalen | |
RU2522598C1 (ru) | Способ получения 2(5н)-фуранона | |
JP2023521638A (ja) | レドックスフローセルにおける電解質としての使用のためのtempo誘導体溶液 | |
JPH02107790A (ja) | 1級アルコールからアルデヒドへの高選択的酸化方法 | |
CN114438526B (zh) | 一种ε-己内酯的制备方法 | |
CN114250481B (zh) | 一种苯酞制邻苯二甲醇的电化学合成方法 | |
EP4193004B1 (en) | Method for preparing 3-hydroxy-3-methylbutyric acid (hmb) or salts thereof | |
JP5138499B2 (ja) | 脂肪族ジケトンの製造方法 | |
Vasudevan | Medium effects in the electrosynthesis of succinic acid at a Ti/ceramic TiO 2 cathode | |
JPH01119686A (ja) | ポリフルオロ芳香族アルデヒドの製造方法 | |
WO2020099350A1 (de) | Verfahren zur oxidation kohlenstoffhaltiger organischer verbindungen mit elektrochemisch erzeugten oxidationsmitteln und anordnung zur durchführung des verfahrens | |
JPS6346153B2 (ru) | ||
SU1685907A1 (ru) | Способ получени аминопропанонов | |
RU2461554C1 (ru) | Способ получения кетопантолактона |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130506 |