一种3-氨基甲基四氢呋喃的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种3‑氨基甲基四氢呋喃的制备方法。具体而言涉及还原3‑氰基四氢呋喃制备3‑氨基甲基四氢呋喃的方法。本发明专利技术采用一种新合成工艺，即以γ‑丁内酯和卤单质X2为原料制备得到3‑X‑γ‑丁内酯，随后采用还原剂还原3‑X‑γ‑丁内酯得到2‑X‑1,4‑丁二醇，然后在脱水剂的作用下得到3‑X四氢呋喃，并在氰化催化剂的作用下得到3‑氰基四氢呋喃，最后在氢化催化剂的作用下得到3‑氨基甲基四氢呋。此合成工艺原料易得，实验操作简单，反应条件温和，产物产率和纯度均较高，对环境污染小，生产成本较低，适合工业化扩大生产，应用前景十分广阔。

A preparation method of 3 amino 2-methyltetrahydrofuran

The invention relates to a preparation method of 3 amino 2-methyltetrahydrofuran. In particular the 3 reduction methods for preparation of 3 tetrahydrofuran cyano amino methyl tetrahydrofuran. The invention adopts a new synthesis process, that is to gamma butyrolactone and halogen element X

【技术实现步骤摘要】
一种3-氨基甲基四氢呋喃的制备方法
本专利技术属于化合物合成
，涉及一种3-氨基甲基四氢呋喃的制备方法，具体涉及一种采用还原法制备3-氨基甲基四氢呋喃的方法。
技术介绍
3-氨基甲基四氢呋喃是医药农药等常用的中间体，现有技术中对于其制备方法的公开较少，原因在于由呋喃环的取代反应可以比较简单地衍生2位上具有取代基的四氢呋喃化合物，与之相对，合成3位上具有取代基的四氢呋喃化合物是非常困难的；目前，仅公开下述3种方法。(一)、作为3-氨基甲基四氢呋喃的制备方法之一，已知有在氨水溶液中，氢气存在下，以四氢呋喃-3-甲醛为原料进行还原氨基化的方法。但是，该方法中，为了得到作为原料的四氢呋喃-3-甲醛，不得不使用非常昂贵的原料，所以在工业上不是有利的方法。(二)、作为另一种制备方法，以3-羟基甲基四氢呋喃为原料，衍生为3-(四氢呋喃基)卤代甲烷或3-(四氢呋喃基)磺酸甲酯，使其与邻苯二甲酰亚胺钾反应，进行水解或肼解。但该方法中，生成大量来自于邻苯二甲酰亚胺的副产物，或使用危险性高的肼等，不是工业上有利的方法。(三)、还有一种制备方法，以苹果酸为原料，通过高压氢化来制备2-羟基-1,4-丁二醇，并环化得到3-羟基四氢呋喃，进一步衍生为3-(四氢呋喃基)卤代烷或3-(四氢呋喃基)磺酸甲酯，通过与氰化钠反应制备得到3-氰基四氢呋喃，并将其还原为3-氨基甲基四氢呋喃。但该方法步骤较长，且使用昂贵的钌催化剂，不利于工业生产。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种原料廉价，生产过程安全、高效的3-氨基甲基四氢呋喃的制备方法。技术方案：本专利技术所述的一种式(I)化合物的制备方法，以γ-丁内酯和卤单质X2为原料制备得到式(II)化合物3-X-γ-丁内酯，随后采用还原剂还原式(II)化合物得到式(III)化合物2-X-1,4-丁二醇，然后在脱水剂的作用下将式(III)化合物脱水环合反应得到式(IV)化合物3-X四氢呋喃，并在氰化催化剂的作用下将式(IV)化合物氰化得到式(V)化合物3-氰基四氢呋喃，最后在氢化催化剂的作用下将式(V)化合物还原得到式(I)化合物3-氨基甲基四氢呋喃；具体方程式如下：作为本专利技术的优选方案，所述γ-丁内酯与卤单质X2的摩尔比为1:1～2，其中所述卤单质X2为Cl2。作为本专利技术的优选方案，所述还原剂为为硼氢化钠或四氢铝锂。作为本专利技术的较优选方案，所述还原剂为为硼氢化钠，还原反应中，3-X-γ-丁内酯与硼氢化钠的摩尔比为1:0.5～1，反应过程中将3-X-γ-丁内酯溶于甲醇中形成3-X-γ-丁内酯的甲醇溶液，然后加入硼氢化钠，并在20～30℃下搅拌反应3～6h，得到式(III)化合物。作为本专利技术的较优选方案，所述还原剂为为四氢铝锂，还原反应中，3-X-γ-丁内酯与四氢铝锂的摩尔比为1:0.5～1，反应过程中将3-X-γ-丁内酯溶于四氢呋喃中形成3-X-γ-丁内酯的四氢呋喃溶液，然后加入四氢铝锂，并在20～30℃下搅拌反应3～6h，得到式(III)化合物。作为本专利技术的优选方案，所述脱水剂为丁基三氯化锡或浓硫酸。作为本专利技术的较优选方案，所述脱水剂为丁基三氯化锡，其中2-X-1,4-丁二醇和丁基三氯化锡的摩尔比为1:0.05～0.1，反应中向2-X-1,4-丁二醇中加入丁基三氯化锡，然后升温至130～160℃反应6～10h后减压精馏，得到式(IV)化合物3-X四氢呋喃。作为本专利技术的较优选方案，所述脱水剂为浓硫酸，其中2-X-1,4-丁二醇和浓硫酸的摩尔比为1:0.05～0.1，反应中向2-X-1,4-丁二醇中，加入浓硫酸，然后升温至130～160℃反应6～10h后减压精馏，得到式(IV)化合物3-X四氢呋喃。作为本专利技术的较优选方案，所述氰化催化剂为氰化钠，其中3-X四氢呋喃和氰化钠的摩尔比为1:1～2，反应中向3-氯四氢呋喃的DMSO溶液中，加入氰化钠，然后升温至130～160℃反应6～10h后减压精馏，得到式(V)化合物3-氰基四氢呋喃。作为本专利技术的较优选方案，所述氢化催化剂为雷尼镍，其中3-氰基四氢呋喃和雷尼镍的摩尔比为1:0.05～0.1，反应中向3-氰基四氢呋喃和氨水的混合物中，加入雷尼镍，然后通入高纯氢气反应3～6h，后减压精馏得到式(I)化合物3-氨基甲基四氢呋喃。有益效果：(1)本专利技术提供了一个较新的合成3-氨基甲基四氢呋喃的方法，该方法相对于现有的合成工艺具有如下优点：(1)原料易得，实验操作简单；(2)反应条件温和，原料利用率高，产物产率和纯度均较高，对环境污染小；(3)生产成本较低，适合工业化扩大生产。附图说明图1为本专利技术实施例1中3-氨基甲基四氢呋喃的气相色谱谱图；图2为3-氨基甲基四氢呋喃标准物气相色谱谱图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例1：(1)卤化反应称量500g(5.8mol)γ-丁内酯于1000ml四口瓶中，装备冷凝和尾气吸收装置，搅拌并加热至120℃，开始通入氯气，温度逐渐上升至140℃，维持温度在140～160℃，持续通入氯气494g(6.96mol)，用时12h，然后将反应液直接减压精馏，回收未反应的γ-丁内酯，随后稳定收集3-氯-γ-丁内酯，为无色油状物，即为3-氯-γ-丁内酯；纯度95％，收率70％。(2)还原反应称量120g(1.0mol)3-氯-γ-丁内酯置于1000ml四口瓶中，加入500ml无水甲醇溶解，于25℃下分批加入硼氢化钠22.68g(0.6mol)，并在25℃下搅拌反应4～6h，气相检测至反应完全，减压蒸除甲醇，向残余物中加入200ml乙酸乙酯，并在搅拌下，缓慢加入200ml水，并用浓盐酸调节PH＝2～3；继续在25℃下搅拌1h；分液后去有机相，水相继续用乙酸乙酯100ml萃取2次，合并有机相。对有机相减压蒸除乙酸乙酯，得到淡黄色至黄色油状物，即为2-氯-1,4-丁二醇，纯度95％，收率90％。无需进一步纯化，直接用于下一步反应。(3)脱水反应称量124g(1.0mol)2-氯-1,4-丁二醇置于500ml四口瓶中，于25℃下加入浓硫酸5g(0.05mol)，并升温至150℃，反应8h；随后开始减压蒸馏，将3-氯四氢呋喃与水的共沸物同时蒸出，得到无色浑浊油状物，将蒸馏产物进一步除水后，得到无色澄清油状物，即为3-氯四氢呋喃，纯度99％，收率85％。(4)氰化反应称量106g(1.0mol)3-氯四氢呋喃置于1000ml四口瓶中，于25℃下加入二甲基亚砜250ml溶解，并在搅拌下，加入氰化钠73.5g(1.5mol)，并升温至150℃，反应8h。随后降温至25℃，加入250ml水和250ml甲苯萃取，甲苯相用50ml水洗涤2次，收集甲苯相并进行减压精馏，得到无色澄清油状物，即为3-氰基四氢呋喃，纯度99％，收率70％。(5)加氢反应称量97g(1.0mol)3-氰基四氢呋喃置于1000ml压力釜中，于25℃下加入200ml浓氨水分散，并在搅拌下，加入5g雷尼镍，封闭压力釜，通入氢气至1MPa并升温至100℃，反应4h；反应结束后降温至25℃，排气后将反应液进行减压精馏，得到无色澄清油状物，即为3-氨基甲基四氢呋喃，纯度99％，收率85％。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种式(I)化合物的制备方法，其特征在于：以γ‑丁内酯和卤单质X

【技术特征摘要】
1.一种式(I)化合物的制备方法，其特征在于：以γ-丁内酯和卤单质X2为原料制备得到式(II)化合物3-X-γ-丁内酯，随后采用还原剂还原式(II)化合物得到式(III)化合物2-X-1,4-丁二醇，然后在脱水剂的作用下将式(III)化合物脱水环合反应得到式(IV)化合物3-X四氢呋喃，并在氰化催化剂的作用下将式(IV)化合物氰化得到式(V)化合物3-氰基四氢呋喃，最后在氢化催化剂的作用下将式(V)化合物还原得到式(I)化合物3-氨基甲基四氢呋喃；具体方程式如下：2.根据权利要求1所述的式(I)化合物的制备方法，其特征在于：所述γ-丁内酯与卤单质X2的摩尔比为1:1～2，其中所述卤单质X2为Cl2。3.根据权利要求1所述的式(I)化合物的制备方法，其特征在于：所述还原剂为为硼氢化钠或四氢铝锂。4.根据权利要求3所述的式(I)化合物的制备方法，其特征在于：所述还原剂为为硼氢化钠，还原反应中，3-X-γ-丁内酯与硼氢化钠的摩尔比为1:0.5～1，反应过程中将3-X-γ-丁内酯溶于甲醇中形成3-X-γ-丁内酯的甲醇溶液，然后加入硼氢化钠，并在20～30℃下搅拌反应3～6h，得到式(III)化合物。5.根据权利要求3所述的式(I)化合物的制备方法，其特征在于：所述还原剂为为四氢铝锂，还原反应中，3-X-γ-丁内酯与四氢铝锂的摩尔比为1:0.5～1，反应过程中将3-X-γ-丁内酯溶于四氢呋喃中形成3-X-γ-丁内酯的四氢呋喃溶液，然后加入四氢铝锂，并在20～30℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立刚，李梦菲，王瑞，邓旭芳，陈建伟，王文军，
申请(专利权)人：北京怡力生物科技有限公司，江苏拜克生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11