专利名称：低温缩合法制备烷基呋喃酮的方法
技术领域：
本发明涉及有机化合物的制备方法，尤其是一种低温縮合法制备烷基呋 喃酮的方法。
技术背景具有酱香型和果香型的烷基呋喃酮是一种广泛使用的食品香料，在调香行业中占有很重要的位置。垸基呋喃酮香料中的4-羟基-2 (5)-甲基-5 (2) -乙基-3 (2H)呋喃酮(4-Hydroxy-2 (5) -Methyl-5 (2) - Ethyl-3 (2H) -Furanone: 以下简称HEMF )，因其具有浓郁的酱香味和菠萝香味而更具代表性。HEMF 即可以作为香料使用，也可作为中间体与硫化物、杂环化合物化合后转变成 能发出各种香型的物质。HEMF的合成方法较多，常用的方法有(l).利用臭 氧氧化3-乙烯-2， 5-二醇后再进一步环化可得到HEMF; (2).利用巴豆酰腈与乳 酸乙酯在碱性条件下制备HEMF的氰化縮合法；(3).利用a -烷基-二甘醇酸二 乙酯与草酸二乙酯相縮合制备HEMF。但上述方法均存在着各种缺点，方法(l) 工艺复杂，收率低；方法(2)的收率低；方法(3)的原料剧毒，收率虽较高，但 工艺周期长且复杂。 发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺周期较短、操作 简便且收率较高的低温縮合法制备烷基呋喃酮的方法。 本发明采用的技术方案是一种低温縮合法制备垸基呋喃酮的方法包括以下步骤(1) .制备钠代乙酰乙酸叔丁酯无水乙醚中加入金属钠，随后加入乙酰乙酸叔丁酯，加完后回流3 5 小时，反应生成物为钠代乙酰乙酸叔丁酯；(2) .制备呋喃环在钠代乙酰乙酸叔丁酯中加入a-溴代丁酰氯，加完维持-12 -10。C的温 度1 2小时，然后室温沉放8 12小时，加水使生成物分层，分出有机相， 水层用乙醚萃取，合并有机相，干燥；(3) .减压反应在蒸出溶剂后，残余物在温度130 15(TC和压力1. 73 2. 13Kpa的条件 下进行减压反应，反应后维持此温度0.5 2小时；(4) .氧化反应
将减压反应的产物与水混合，用3 5M的氢氧化钠调pH至7. 8 8，加 入双氧水，加完后反应0.5 2小时，生成的产物用6 12.3y。的盐酸调pH为 1 2后用乙醚萃取，干燥萃取液，除去溶剂后，在温度80 82'C和压力 0. 0266 0. 0533Kpa的条件下减压蒸出浅黄色油状液体，该液体既为垸基呋 喃酮成品。而且，所述的在制备钠代乙酰乙酸叔丁酯工步中的金属钠与乙酰乙酸叔 丁酯的重量比为100: 756 757。而且，所述的在制备呋喃环工步中的a -溴代丁酰氯与钠代乙酰乙酸叔丁 酯的摩尔比为5: 11。而且，所述的在制备呋喃环和氧化反应工步中均使用无水硫酸镁进行干燥。而且，所述的在氧化反应工步中的双氧水浓度为30°/0。 本发明的优点和积极效果是1. 本发明制备方法使用的主要原料是乙酰乙酸叔丁酯、金属钠、a-溴 代丁酰氯、无水乙醚和双氧水，各种原料易得，生产成本低。2. 本方法首先是用乙酰乙酸叔丁酯中活泼的"氢"原子与金属钠反应， 制成钠代乙酰乙酸叔丁酯，选择叔丁酯做反应物是比较伯、仲、叔碳原子活 泼性的强弱规律，制成的钠代乙酰乙酸叔丁酯与a -溴代丁酰氯低温下縮合成 带有垸基的呋喃环，然后进行减压分解，氧化制成所需产物，整个制备过程 周期短，操作简便。3. 本方法中的縮合反应是关键，它是由直链反应物演变成呋喃环的成环 过程，为了使反应顺利进行，反应温度控制在-12°C -10°C，而且反应物中 叔丁酯的摩尔比要大于酰氯，这样使活泼的酰氯被叔丁酯包围，促进反应向 生成呋喃环的方向转化。4. 本方法与现有技术相比拥有较大的优越性，不仅原料易得，工艺周期 相对较短，操作简单，收率理想，而且得到的HEMF具有色、香、味俱佳等优 点。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是 限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。本方法首先是用乙酰乙酸叔丁酯中活泼的"氢"原子与金属钠反应，制 成钠代乙酰乙酸叔丁酯，然后使钠代乙酰乙酸叔丁酯与a -溴代丁酰氯低温下 縮合成带有烷基的呋喃环，再进行减压分解，最后将减压分解后的产物进行 氧化制成所需产物。其中，制备钠代乙酰乙酸叔丁酯步骤中的金属钠与乙酰乙酸叔丁酯的重
量比为100: 756 757;制备呋喃环的步骤中a -溴代丁酰氯与乙酰乙酸叔丁 酯的摩尔比为5: 11，这样使活泼的酰氯被叔丁酯包围，促进反应向生成呋 喃环的方向转化。本方法的反应式为H<formula>formula see original document page 5</formula>实施例1:1. 制备钠代乙酰乙酸叔丁酯在三口烧瓶中加入3000ml无水乙醚，然后放入150克(6.52mol)金属 钠，随后滴加1135克(7. 18mol)乙酰乙酸叔丁酯，滴加速度为乙醚回流为 止，加完后维持回流3小时，使金属钠充分反应，反应生成物为白稠状的钠 代乙酰乙酸叔丁酯。2. 制备呋喃环在装有温度计、机械搅拌、滴液漏斗的三口烧瓶中加入白稠状的钠代乙 酰乙酸叔丁酯，将600克(3. 24mol) ct -溴代丁酰氯滴加到钠代乙酰乙酸叔丁 酯中，滴加过程中控制反应物温度为-l(TC，加完维持此温度l小时，然后室 温沉放12小时，加900ml水使生成物转变成分层液体，分出有机相进行洗涤， 水层用1000ml乙醚萃取1小时，合并有机相，用50克无水硫酸镁干燥。3. 减压反应在蒸出溶剂后，残余物在温度130'C和压力1. 73Kpa的条件下减压反应， 此时放出大量的二氧化碳气体，压力上升。当压力降回初始压力后在温度130 °(:的条件下维持0.5小时，此时的呋喃环已脱掉叔丁基。4. 氧化反应将减压反应的产物与3000ml水混合，用3M的氢氧化钠调pH至7. 8，加 入200ml浓度为30%的双氧水，整个滴加过程维持pH为7. 8，加完再反应0. 5 小时，生成的产物用质量百分比浓度为12.39&的盐酸溶液调pH为1，并用乙 醚反复萃取，用无水硫酸镁干燥萃取液，除去溶剂后，在温度8(TC和压力<formula>formula see original document page 5</formula>0. 0266Kpa的条件下减压蒸出浅黄色油状液体，该液体具有极强浓郁的酱香， 水果香味，其折光率《=1.5245 。 实施例2:1. 制备钠代乙酰乙酸叔丁酯在三口烧瓶中加入1500ml无水乙醚，然后放入100克(4. 35mol)金属钠， 随后滴加757克(4.79mol)乙酰乙酸叔丁酯，滴加速度为乙醚回流为止，加 完后维持回流5小时，使金属钠充分反应，反应生成物为白稠状的钠代乙酰 乙酸叔丁酯。2. 制备呋喃环在装有机械搅拌、温度计、滴液漏斗的三口烧瓶中加入白稠状的钠代乙 酰乙酸叔丁酯中，将402克(2. 17mol) ci-溴代丁酰氯滴加到钠代乙酰乙酸叔 丁酯中，滴加过程中控制反应物温度为-12"C，加完维持此温度反应2小时， 然后室温沉放8小时，加入1100ml水使生成物转变成分层液体，分出有机相 进行洗涤，水层用1000ml乙醚萃取3小时，合并有机相，用50克无水硫酸 镁干燥。3. 减压反应在蒸出溶剂后，残余物在温度15(TC和压力2. 13Kpa的条件下减压反应， 此时放出大量的二氧化碳气体，压力上升。当压力降回初始压力后在温度150 'C的条件下维持2小时，此时的呋喃环己脱掉叔丁基。4. 氧化反应将减压反应的产物与3000ml水混合，用5M的氢氧化钠调pH至7.8，加 入150ml浓度为30%的双氧水，整个滴加过程维持pH为7. 8，加完再反应2 小时，生成的产物用质量百分比浓度为9%的盐酸溶液调pH为3，并用乙醚反 复萃取，用无水硫酸镁干燥萃取液，除去溶剂后，在温度82T和压力 0. 0533Kpa的条件下减压蒸出浅黄色油状液体，该液体具有极强浓郁的酱香， 水果香味，其折光率《=1.5245。实施例3:1. 制备钠代乙酰乙酸叔丁酯在三口烧瓶中加入3000ml无水乙醚，然后放入125克(5. 43mol)金属 钠，随后滴加945克(5. 98mol)乙酰乙酸叔丁酯，滴加速度为乙醚回流为止， 加完后维持回流4小时，使金属钠充分反应，反应生成物为白稠状的钠代乙 酰乙酸叔丁酯。2. 制备呋喃环在装有温度计、机械搅拌、滴液漏斗的三口烧瓶中加入白稠状的钠代乙 酰乙酸叔丁酯，将500克(2. 7mol) d -溴代丁酰氯滴加到钠代乙酰乙酸叔丁酯 中，滴加过程中控制反应物温度为-irc，加完维持此温度i小时，然后室温沉放10小时，加1000ml水使生成物转变成分层液体，分出有机相进行洗涤， 水层用1000ml乙醚萃取2小时，合并有机相，用50克无水硫酸镁干燥。3. 减压反应在蒸出溶剂后，残余物在温度14(TC和压力2. OOKpa的条件下减压反应， 此时放出大量的二氧化碳气体，压力上升。当压力降回初始压力后在温度150 "C的条件下维持1小时，此时的呋喃环已脱掉叔丁基。4. 氧化反应将减压反应的产物与3000ml水混合，用4M的氢氧化钠调pH至8，加入 170ml浓度为30%的双氧水，整个滴加过程维持pH为8,加完再反应1小时， 生成的产物用质量百分比浓度为6%的盐酸溶液调pH为2，并用乙醚反复萃取， 用无水硫酸镁干燥萃取液，除去溶剂后，在温度8rC和压力0.0399的条件 下减压蒸出浅黄色油状液体，该液体具有极强浓郁的酱香，水果香味，其折 光率"^=1.5245 。
权利要求
1. 一种低温缩合法制备烷基呋喃酮的方法，其特征在于包括以下步骤(1). 制备钠代乙酰乙酸叔丁酯无水乙醚中加入金属钠，随后加入乙酰乙酸叔丁酯，加完后回流3～5小时，反应生成物为钠代乙酰乙酸叔丁酯；(2). 制备呋喃环在钠代乙酰乙酸叔丁酯中加入α-溴代丁酰氯，加完维持-12～-10℃的温度1～2小时，然后室温沉放8～12小时，加水使生成物分层，分出有机相，水层用乙醚萃取，合并有机相，干燥；(3). 减压反应在蒸出溶剂后，残余物在温度130～150℃和压力1.73～2.13Kpa的条件下进行减压反应，反应后维持此温度0.5～2小时；(4). 氧化反应将减压反应的产物与水混合，用3～5M的氢氧化钠调pH至7.8～8，加入双氧水，加完后反应0.5～2小时，生成的产物用6～12.3％的盐酸调pH为1～2后用乙醚萃取，干燥萃取液，除去溶剂后，在温度80～82℃和压力0.0266～0.0533Kpa的条件下减压蒸出浅黄色油状液体，该液体既为烷基呋喃酮成品。
2. 根据权利要求1所述的低温縮合法制备烷基呋喃酮的方法，其特征在 于所述的在制备钠代乙酰乙酸叔丁酯工步中的金属钠与乙酰乙酸叔丁酯的 重量比为100: 756 757。
3. 根据权利要求1所述的低温縮合法制备垸基呋喃酮的方法，其特征在 于:所述的在制备呋喃环工步中的a -溴代丁酰氯与钠代乙酰乙酸叔丁酯的摩 尔比为5: 11。
4. 根据权利要求1所述的低温縮合法制备垸基呋喃酮的方法，其特征在 于-所述的在制备呋喃环和氧化反应工步中均使用无水硫酸镁进行干燥。
5. 根据权利要求1所述的低温縮合法制备烷基呋喃酮的方法，其特征在 于所述的在氧化反应工步中的双氧水浓度为30%。
全文摘要
本发明涉及一种低温缩合法制备烷基呋喃酮的方法。本方法首先是用乙酰乙酸叔丁酯中活泼的氢原子与金属钠反应，制成钠代乙酰乙酸叔丁酯；然后使钠代乙酰乙酸叔丁酯与α-溴代丁酰氯在低温下缩合成带有烷基的呋喃环，再进行减压分解，最后将减压分解后的产物进行氧化制成所需产物。本方法与现有技术相比拥有较大的优越性，不仅原料易得，工艺周期相对较短，操作简单，收率理想，而且得到的烷基呋喃酮具有色、香、味俱佳等优点。
文档编号C07D307/00GK101397285SQ20071006127
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月28日 优先权日2007年9月28日
发明者石开丁 申请人:天津市化学试剂研究所