本發明涉及一種合成方法,具體涉及一種四氫-3-呋喃甲醇的合成方法。
背景技術:
3-羥甲基-四氫呋喃是合成呋蟲胺的重要中間體。呋蟲胺(dinotefuran)為日本三井化學公司開發的第三代煙堿類殺蟲劑。其與現有的煙堿類殺蟲劑的化學結構大相徑庭,它的四氫呋喃基取代了以前的氯代吡啶基、氯代咪唑基,并不含鹵素。同時,在性能方面也與煙堿有所不同,不但殺蟲譜更廣,而且對作物、人畜和環境也十分安全。其化學結構式如下:
關于3-羥甲基-四氫呋喃的合成有很多文獻報道,但都存在路線繁瑣、操作困難、“三廢”多、成本高等不同的問題。
技術實現要素:
本發明所要解決的技術問題是:現有技術中3-羥甲基-四氫呋喃的合成路線繁瑣、操作困難、“三廢”多、成本高的問題,目的在于提供后處理簡單、綠色環保、成本低、操作簡單、收率高的一種四氫-3-呋喃甲醇的合成方法。
本發明通過下述技術方案實現:
一種四氫-3-呋喃甲醇的合成方法,包括:
(1)在有機溶劑中,丙二酸與氯乙醇在催化劑a下反應生成丙二酸單氯乙酯;
(2)將丙二酸單氯乙酯在堿作用下關環反應生成3-甲酸-γ-丁內酯;
(3)3-甲酸-γ-丁內酯在還原劑和催化劑b的條件下還原、純化即得四氫-3-呋喃甲醇。
其化學反應式如下:
上述化學反應式中,標號為1的化合物為本發明的目的產物四氫-3-呋喃甲醇,標號為2的化合物為丙二酸,標號為3的化合物為丙二酸單氯乙酯,標號為4的化合物為3-甲酸-γ-丁內酯。通過本發明所述的方法進行制備,采用丙二酸單氯乙酯制備3-甲酸-γ-丁內酯的過程中,以及3-甲酸-γ-丁內酯制備出目的產物四氫-3-呋喃甲醇的過程中,無需對丙二酸單氯乙酯以及3-甲酸-γ-丁內酯進行純化,其大大縮短了生產周期,具有綠色環保、成本低、后處理簡單、收率高等優點,具有顯著的經濟效益和商業應用價值。
優選的,所述催化劑a為酸性催化劑,催化劑b為路易斯酸。
優選的,所述酸性催化劑為硫酸、鹽酸、磷酸或氯化亞砜,所述路易斯酸為二氯化鋅、三氯化鋁、二氯化鎂或三氟化硼乙醚溶液。
更為優選地,所述催化劑a選自硫酸、鹽酸;所述
優選的,所述有機溶劑為四氫呋喃,2-甲基四氫呋喃,甲苯,苯,二甲苯,正己烷或環己烷;更為優選地,所述有機溶劑選自甲苯、二甲苯、環己烷。
優選的,所述堿為甲醇鈉、乙醇鈉、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀或鈉氫;更為優選地,所述堿選自甲醇鈉、乙醇鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、鈉氫;再進一步優選地,所述堿選自甲醇鈉、氫氧化鈉、鈉氫。
優選的,所述還原劑為硼氫化鈉或硼氫化鉀。
優選的,所述純化方式為蒸餾或者精餾。
本發明與現有技術相比,具有如下的優點和有益效果:
1、本發明所述的合成方法后處理簡單,中間過程物料無需純化,大大縮短了生產周期;
2、采用本發明的合成方法“三廢”少,對環境友好,綠色環保;
3、本發明的合成方法收率高,生產成本低,具有顯著的經濟效益和商業應用價值。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白,下面結合實施例,對本發明作進一步的詳細說明,本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明,并不作為對本發明的限定。
實施例
一種四氫-3-呋喃甲醇的合成方法,具體制備方法如下:
在0℃下,將氯乙醇(80.5g,1mol)慢慢滴加到丙二酸(104g,1mol)和四氫呋喃300g的溶液中,用時2h,再加入濃硫酸1g,后恢復到室溫25℃反應16h,蒸餾回收四氫呋喃后得到丙二酸單氯乙酯160g,收率96.6%,gc分析純度為91%。
將nah(40g,1mol)分散到甲苯200g中,0℃下攪拌1h,后將丙二酸單氯乙酯(150g,0.9mol)溶于200g甲苯,用滴液漏斗用時3h慢慢滴加到反應瓶中,后恢復到室溫(25℃)反應12h,降溫到0℃,用濃鹽酸調ph到3~4,過濾除去無機鹽,母液蒸餾回收甲苯后得到3-甲酸-γ-丁內酯,105.5g,收率90%.gc分析純度為95%。
將nabh4(53g,1.4mol)分散到200g四氫呋喃中,0℃下攪拌1h,后將3-甲酸-γ-丁內酯(91g,0.7mol)溶于200g四氫呋喃中,用滴液漏斗用時3h慢慢滴加到反應瓶中,后將二氯化鋅(19g,0.14mol)分批加入到反應液中,加完恢復到室溫(25℃)反應12h,降溫到0℃,用濃鹽酸調ph到1,過濾除去無機鹽,母液蒸餾回收四氫呋喃后得到四氫-3-呋喃甲醇43g,收率60%,gc分析純度為92%。
以上所述的具體實施方式,對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明,所應理解的是,以上所述僅為本發明的具體實施方式而已,并不用于限定本發明的保護范圍,凡在本發明的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。