3-糠醛的制备与合成

2023/1/3 13:05:25

3-糠醛又名3-呋喃甲醛,CAS号:498-60-2,是一种重要的有机化工原料。合成树脂工业中被用于生产呋喃树脂、糠醛树酯、糠酮树脂等。有机合成工业中用于生产顺丁烯二酸酐、己二酸、糠醇、四氢呋喃,精制粗蒽等。

 

3-糠醛的结构式

3-糠醛的合成方法

目前,3-呋喃甲醛的合成方法主要有以下两种方法。以4-溴巴豆酸甲酯为起始原料,首先与三苯基膦制备魏梯希试剂,然后再与丙烯醛关环,接着进行氧化得环氧乙烷衍生物,再在高温加热下进行重排反应,最后进行光化学反应制备得到关键中间体3-呋喃甲酸甲酯。再进行简单的两步反应:由3-呋喃甲酸甲酯进行还原反应得3-呋喃甲醇,再进行氧化反应得3-呋喃甲醛。该方法的缺点在于重排反应和光化学反应收率都非常低,分别是20%,35%,故总收率很低。

另外,1986报道了以3-碘呋喃为原料,在三丁基氢化锡和贵金属催化剂四三苯基磷钯的作用下,制备了3-呋喃甲醛。该方法的缺点是原料和催化剂价格昂贵,有机锡试剂毒性大危险性高,不宜工业化放大生产。

也有专利报道以(Z)-1,2-二羟甲基乙烯为起始原料,经过溴化,关环,重排,分子内消除反应制得3-呋喃甲醛。该方法的缺点是关环和重排反应收率很低,不适宜放大生产。

最近,有研究发现新的合成方法,该方法以丙炔酸甲酯为起始物料,反应条件温和,酯基的位置选择性好、避免使用昂贵的催化剂和剧毒的有机锡试剂,操作安全,易于实现放大生产[1]

实验室合成过程如下:把丙炔酸甲酯(16.8g)、4-苯基恶唑(14.5g)加入到反应瓶中,再加入甲苯(100mL),于70℃反应3h,HPLC检测原料含量小于1%,浓缩除去甲苯,再往剩余物中加入饱和碳酸氢钠水溶液和二氯甲烷萃取,合并有机层,干燥,过滤,去除有机溶剂,得到化合物B,22.4g,收率98%。

把化合物B(22.9g)加入到反应瓶中,再加入二甲苯(200mL),搅拌下,加热至120℃,反应8h。浓缩溶剂,往剩余物中加入水和乙酸乙酯搅拌,静置,分液,收集有机层,往水层中加入乙酸乙酯萃取,合并有机层,干燥,过滤,去除有机溶剂,制得化合物C粗品,用乙酸乙酯:石油醚=9:1混合溶剂结晶,得化合物C,12.1g,收率96%。

把化合物C(50.4g)加入到反应瓶中,再加入DIBAL(62.5g),于-80℃反应6小时,反应完全后,往反应液中加水和二氯甲烷搅拌,静置,分液,收集有机层,往水层中加入二氯甲烷萃取,合并有机层,加入饱和碳酸氢钠搅拌,静置,分液,收集有机层,干燥,过滤,去除有机溶剂,得到粗品,用甲苯结晶,得目标产物,36.5g,收率95%。

参考文献

[1] 中国专利CN114920719A   一种3-呋喃甲醛的制备方法.

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