一种呋喃酮的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种呋喃酮的合成方法，属于有机合成技术领域。该方法包括：(1)3,4‑己二酮、溴化盐、强酸和氧化剂在水和有机溶剂A的混合溶剂中于10‑60℃条件下反应，反应完成后静置，取有机相；(2)在有机相中加入环合催化剂和水，逐渐升温除去有机溶剂，然后升温至回流进行环合反应，反应完成后降温并加碱调整pH至4‑7，然后减压浓缩，浓缩完成后加入有机溶剂B，过滤回收溴化盐用于步骤(1)，滤液浓缩得到呋喃酮。该方法得出的粗品纯度大于85%，收率大于80%。该方法套用溴化钠，反应体系加入溴源过量很少，反应过程中没有溴素溢出，解决了溴素污染环境的问题，同时具有生成周期短、操作方便和易于工业化生产等优点。

A synthetic method of furan ketone

The invention discloses a synthesis method of furan ketone, which belongs to the field of organic synthesis technology. The method includes: (1) 3,4 hexandione, brominated salt, strong acid and oxidizing agent in the mixed solvent of water and organic solvent A in the mixed solvent of water and organic solvent at 10 and 60 C. After the reaction is completed, the organic phase is set and the organic phase is taken. (2) the organic solvent is added to the organic phase and the organic solvent is gradually removed and then heated to the reflux for the cyclization reaction. After the reaction is completed, the temperature is cooled and the alkali is adjusted from pH to 4 to 7, then the decompression is concentrated, and the organic solvent B is added after the concentration is completed. The filtrate is filtered to recover the bromide for the step (1), and the filtrate is concentrated to get furan ketone. The purity of crude product obtained by this method is more than 85%, and the yield is more than 80%. The method used sodium bromide, the reaction system added little bromine source, no bromine overflow in the reaction process, and solved the problem of bromine polluted environment. At the same time, it has the advantages of short production cycle, easy operation and easy industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种呋喃酮的合成方法
本专利技术涉及有机合成
，具体涉及一种呋喃酮的合成方法。
技术介绍
呋喃酮（4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮）是用途极广的天然安全香料，广泛应用于食品、饮料、烟草、保健品等行业，如今对呋喃酮需求量日益增多。呋喃酮在中国的香精香料行业中具有不可替代的地位，因此开发低成本的呋喃酮合成工艺，显得尤为必要。以下介绍国内外关于合成呋喃酮的一些专利及文献报道。一、以糖类为原料的合成路线最初呋喃酮是由鼠李糖偶然制得的，果糖、D-葡萄糖在碱性条件下发生Mia11adr降解反应的产物中都含有呋喃酮。(1)DecnopC,VanDortJM,etal.EP398417,1990.文献报道了由L-鼠李糖与L-赖氨酸在NaH2PO4及Na0H介质中发生Mai1lard反应,可以得到收率为38%的天然呋喃酮；若用L-岩藻糖与L-赖氨酸在同样条件下反应可得到收率为61%的天然呋喃酮。(2)MeguloH,OruiH,FadaigK,FugiatA.JP0248594,1990.文献报道了由葡萄糖为原料,使其与丙酮及氯化锌混合后用磷酸水溶液处理得到1,2,5,6-二-O-异丙叉-a-D-呋喃型葡萄糖,后者在DMF中用甲磺酰氯于90℃处理6h，得到6-脱氧-6-氯-1,2:3,5-二-0-异丙叉-a-D-葡萄糖,后者用强酸性阳离子交换树脂处理,得到6-脱氧-D-吡喃型葡萄糖,最后与哌啶及醋酸回流8h，得到呋喃酮。(3)WongCH,etal.[J]JOrgChem,1983,48(20):3493.文献报道了，将D-果糖-1,6-二磷酸酯在两种酶的作用下与a-羟基醛(如D-乳醛)作用得到6-脱氧果糖-1-磷酸酯,继而水解为6-脱氧果糖,再经哌啶醋酸盐处理得到呋喃酮。(4)WhiitesidesGM,MazenodFP.EP90150,1983.文献报道了将果糖二磷酸酯及单磷酸酯的碱金属或碱土金属盐氢化制得呋喃酮。(5)WashinoK,ImaiS,HoirkawaY,NishjmuarN.JP63307869,1988.文献报道了在离子交换树脂存在下,用含氮有机碱处理6-脱氧己糖,得到呋喃酮。以上方法对呋喃酮的制备不具有实用价值。这类方法普遍路线偏长,原料有些原料价格高，产品收率低，而且分离、提纯较困难。二、以呋喃衍生物为原料的合成路线(1)BuchiG,DemoleE.[J].JOrgChem,1973,38(1):123.文献报道了以2,5-二甲基呋喃电解氧化可生成2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃,再以KClO3,0s04氧化开环,得到3,4-二羟基-2,5-己二酮,再在饱和NaHCO3中环化可得到收率为51%的呋喃酮。(2)FellousR,GeorgeG.EP466583,1992.文献报道了以使2,5-二甲基呋喃酮在碱存在下,用双氧水氧化可以得到呋喃酮。(3)EschinasiEH,CastelliE.US4294767,1982.文献报道了以2,5-二甲基-二氢-3(2H)呋喃酮与乙醛脱水缩合,得烯酮中间体(收率70%),再经臭氧氧化,还原及水解可得到收率约40%的呋喃酮。(4)CohenAM,LensnelinkW,VanEC.EP532120,1993.文献报道了以纯度为98.4%的5-甲基-3,4-二羟基-2-呋喃甲酸乙酯与Na0H水溶液于室温下放置40小时,用水稀释后,继以溴甲烷及HCl处理,得到呋喃酮。这类以呋喃或呋喃衍生物为原料的合成路线,产率均不是很高,而且很大程度上受到原料来源的限制，不适合工业化的生产。三、以不饱和二醇衍生物为原料的合成路线(1)RossKH,DudeckC,HimmeleW,LebkuecherR,SauerW.DE2910131,1980.Ross等人的专利报道:使3-己烯-2,5-二醇经H2O2-NaWO4/W03催化氧化,可环化生成2,5-二甲基-3,4二羟基-四氢呋喃(收率78%-85%),再进一步氧化可得呋喃酮,总收率30%-35%。(2)BuchiG,EdouardD,etal.swiss474501,1969.文献报道，使用3-己炔-2,5-二醇经低温(-2—-30℃)臭氧氧化及Ph3P还原,在酸化闭环可得到收率为75%的呋喃酮。这类方法原料不易获得,需自己合成。而且催化剂价格较贵,操作要求亦较高,应用受到限制，也不适合工业化的生产。四、以羧酸衍生物为原料的合成路线(1)DeRijkeD,etal.[J].RectTvarChimPays-Bas,1973,92(6):731-738.文献报道使乙酰乙酸乙酯与a-溴代丙酰氯在金属钠存在下反应,先环化与水解,再以H2O2在稀碱中氧化生成环氧化物,最后用酸水解可制得收率为46%的呋喃酮，该方法步受限于原材料不易得到，难以应用于工业化生产。(2)BriggsMA,HainesAH.[J].JChemSoc,PerkinTransI,1985(4),795.文献报道使用(2R,3R)-酒石酸(用丙酮保护邻二醇)经酯化及胺解可制得二酰胺中间体,再与CH2Mgl反应生成二酮,进一步水解环化可得到总收率为18.5%的呋喃酮，该方法收率太低，有待于进一步提升。(3)VandenOuwelandG,etal.[J].RectTvarChimPays-Bas,1974,93(12):312-313.文献报道使用乳酸乙酯(用二氢吡喃保护羟基)在碱性介质中与丙酮缩合,再经溴代、乙酰化及酸水解可制得总收率为40%的呋喃酮，该法具有原料价廉、易得,合成路线短,各步得率较高等优点。但合成中使用了金属钠,工业化生产操作不便，有待进一步的优化。四、以醛酮衍生物为原料的合成路线(1)BuchiG,DemoleE,etal.[J].JOrgChem,1973,38(l):123-125.文献报道，以丙酮醛为原料，在锌粉及稀醋酸溶液中偶联，经Na2HPO4环化制得收率总收率为28.6%的呋喃酮。该类合成路线短,产率中等,反应条件温和,操作简便。在文献中也提及使用3,4-己二酮在乙醚-二氧六环溶剂中溴化生成2,5-二溴-3,4-己二酮，再经水解闭环可得到收率为46%的呋喃酮，这两种合成方法,操作较简便,合成路线短,但也受到原料来源的限制，解决了原料的问题，该方法得到的产品纯度较高，可以作为工业化推广。(2)BrunoB,ValerioC,ElettiBG.DE2845843,1979.文献报道以1-丁炔-3-醇为原料与格氏试剂反应，再与乙醛反应增长两个碳原子得到所需的碳骨架,并在2-位产生一个新的羟基,构成2,5-二羟基炔化物,然后在极性溶剂中先后以臭氧、三苯基膦处理得到。2,5-二羟基-3,4-己二酮在氮气氛中和酸性催化剂存在下加热得到呋喃酮。也可在酚醛型阳离子交换树脂存在下于水溶液中搅拌使2,5-二羟基-3,4-己二酮关环成呋喃酮，产率为32%。(3)中国专利CN101696198B报道以3,4-己二酮为原料，10-25℃无需溶剂滴加溴素5-6h，发生取代反应，保温反应3-6h，经过中和、真空蒸馏得到的2,5-二溴-3,4-己二酮，收率70-90％。继而2,5-二溴-3,4-己二酮在碱金属盐作用下60-9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呋喃酮的合成方法，其特征在于，所述方法包括：(1)3,4‑己二酮、溴化盐、强酸和氧化剂在水和有机溶剂A的混合溶剂中于10‑60℃条件下反应，反应完成后静置，取有机相，所述溴化盐、强酸、氧化剂与3,4‑己二酮的摩尔比为1.5‑2.5:1.5‑2.5:1.5‑2.5:1；(2)在有机相中加入环合催化剂和水，逐渐升温除去有机溶剂，然后升温至回流进行环合反应，反应完成后降温并加溴化盐对应的碱调整pH至4‑7，然后浓缩，浓缩完成后加入有机溶剂B，过滤回收溴化盐用于步骤(1)，滤液浓缩得到呋喃酮。

【技术特征摘要】
1.一种呋喃酮的合成方法，其特征在于，所述方法包括：(1)3,4-己二酮、溴化盐、强酸和氧化剂在水和有机溶剂A的混合溶剂中于10-60℃条件下反应，反应完成后静置，取有机相，所述溴化盐、强酸、氧化剂与3,4-己二酮的摩尔比为1.5-2.5:1.5-2.5:1.5-2.5:1；(2)在有机相中加入环合催化剂和水，逐渐升温除去有机溶剂，然后升温至回流进行环合反应，反应完成后降温并加溴化盐对应的碱调整pH至4-7，然后浓缩，浓缩完成后加入有机溶剂B，过滤回收溴化盐用于步骤(1)，滤液浓缩得到呋喃酮。2.根据权利要求1所述的呋喃酮的合成方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述有机溶剂A选自三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯或乙酸丁酯。3.根据权利要求1所述的呋喃酮的合成方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述有机溶剂A、水与3,4-己二酮的质量比为1-2:1-2:1。4.根据权利要求1所述的呋喃酮的合成方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述氧化剂选自双氧水、次氯酸钠、次氯酸钾、次溴酸钠、溴酸钠或溴酸钾。5.根据权利要求1所述的呋喃酮的合成方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述氧化剂为双氧水。6.根据权利要求1所述的呋喃酮的合成方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述环合催化剂为维生素E聚乙二醇琥珀酸酯或甲氧基维生素E聚乙二醇琥珀酸酯。7.根据权利要求1或6所述的呋喃酮的合成方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述环合催化剂、水与3,4-己二酮的质量比为0.01-0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨博，唐启明，程哲超，张进军，李健雄，
申请(专利权)人：武汉桀升生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42