一种以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法技术

本发明专利技术提出了一种以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法，通过以相对易得的邻氯甲苯作为起始原料制得目标产物苯并呋喃酮，整个制备过程条件温和，产率高，适合大规模工业化生产。

Synthesis of benzofuranone from o-Chlorotoluene

【技术实现步骤摘要】
一种以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法
本专利技术涉及医药中间体制备的
，尤其涉及一种以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法。
技术介绍
苯并呋喃酮作为重要的有机合成中间体，广泛存在于天然和非天然产物中的一类内酯化合物，具有很强生物活性的化合物，在农药，医药及新型抗氧剂等方面一直是人们研究的热点。苯并呋喃酮可以衍生出大量新型精细化工品，比如可以作为合成嘧菌酯的中间体，嘧菌酯是农药界一类极具影响力的新型农用杀菌剂，具有广谱的杀菌活性，对几乎全部的真菌纲病菌害都有良好的活性，并且具有极好的保护、治疗、铲除、渗透、内吸活性等特点。目前，国内生产嘧菌酯类的农药主要从国外进口，国内由于受技术限制生产厂家较少，迫切需要新技术填补空缺，主要是中间体苯并呋喃酮的合成没有取得突破进展。苯并呋喃酮因为自身优良的性质得到了广泛的应用。比如，在聚合物加工的过程中，可以高效的捕捉碳自由基，可以作为良好的抗氧剂，少量的苯并呋喃酮就可以达到较高的抗氧效率，与传统的受阻酚类，亚磷酸酯类共同组成新的三元复合抗氧体系，是不可多得的一类具有巨大潜力的抗氧剂。目前有研究发现，苯并呋喃酮竟然具有极好的抗肿瘤活性，通过人们的研究，建立进一步的构效关系，进而指导设计抗肿瘤药物的合成，这在肿瘤严重威胁人们生命安全的当下，对人类长远发展具有非常重要的意义。另外苯并呋喃酮衍生物由于具有香味并且无毒，可以添加到食品或饮品中作为香味剂，还可以制作为口气清新剂，厨卫清新剂等，为人们生活带来了很大的方便。目前，制备苯并呋喃酮的方法主要有三种：1、以邻硝基甲苯为原料先制得邻硝基苯乙酸，再还原经重氮化反应、水解得到苯并呋喃酮，参照下述合成路线：但是这种方法步骤繁琐，合成条件苛刻，产率较低。2、以苯甲醚为原料制得邻羟基苯甲酸再环化生成苯并呋喃酮，但在这个过程中邻羟基苯甲酸制备过程复杂，产率很低，得不到有效的推广。3、以邻羟基苯乙酸为原料，在浓硫酸催化剂的作用生成苯并呋喃酮，但是这种方法不仅原材料难以获得，而且很难控制浓硫酸催化剂与原材料的接触程度，很容易使邻羟基苯乙酸碳化，产率低，并且浓硫酸对设备腐蚀严重，后期处理复杂。由此可知，现有苯并呋喃酮的合成收率普遍偏低且条件苛刻、操作繁琐，不仅造成大量原料和能量浪费，而且增加了环境污染压力，迫切需要改进制备工艺，寻求苯并呋喃酮高收率和易操作的有效途径。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法，通过以相对易得的邻氯甲苯作为起始原料制得目标产物苯并呋喃酮，整个制备过程条件温和，产率高，适合大规模工业化生产。本专利技术提出的一种以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法，包括如下步骤：(1)将邻氯甲苯进行甲基羰基化反应，得到邻氯苯乙酸酯；(2)将邻氯苯乙酸酯进行水解，酸化反应，得到邻羟基苯乙酸；(3)将邻羟基苯乙酸进行内酯化反应，得到苯并呋喃酮。优选地，该方法具体包括如下步骤：(1)将邻氯甲苯和烷基醇、氧化剂、一氧化碳，在以过渡金属催化剂前体与配体形成的络合物为催化剂的条件下，进行甲基羰基化反应，得到邻氯苯乙酸酯；(2)将邻氯苯乙酸酯和碱进行水解反应，将氯取代基和酯基水解成盐，再和酸进行酸化反应，得到邻羟基苯乙酸；(3)将邻羟基苯乙酸和带水剂，在酸催化剂的条件下，进行内酯化反应，得到苯并呋喃酮。本专利技术中，利用工业上比较易得的邻氯甲苯及醇做反应原料，在过渡金属催化剂下，通过C(sp3)-H键直接羰基化，可以得到高产的邻氯苯乙酸酯类化合物，再通过碱性水解，酸化得到邻羟基苯乙酸，由此克服了邻羟基苯乙酸制备困难的问题。优选地，邻氯苯乙酸酯的结构式为：R为甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、叔丁基、异戊基或环己基。优选地，所述氧化剂为双氧水、过氧乙酸、过氧叔丁醇、氧气、过硫酸钾、间氯过氧苯甲酸中的一种或多种的组合；所述过渡金属催化剂前体为钯系金属催化剂前体、钌系金属催化剂前体、铑系金属催化剂前体、钴系金属催化剂前体、镍系金属催化剂前体或铜系金属催化剂前体；钯系金属催化剂前体优选为氯化钯、钯碳、四三苯基磷钯、二氯化二(三苯基磷)钯、醋酸钯、三氟乙酸钯、三氟甲磺酸钯中的一种或多种的组合，钌系金属催化剂前体优选为三氯化钌、十二羰基三钌中的一种或多种的组合，铑系金属催化剂前体优选为醋酸铑、十二羰基四铑、乙烯基氯化铑中的一种或多种的组合，钴系金属催化剂前体优选为羰基钴、氯化钴、乙酰丙酮钴中的一种或多种的组合，镍系金属催化剂前体优选为溴化镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种或多种的组合，铜系金属催化剂前体优选为氟化铜、氯化铜、乙酰丙酮铜中的一种或多种的组合；所述配体为膦配体和/或氮配体，膦配体优选为1，3-双(二苯基膦)丙烷(DPPP)、1，1'-双(二苯基膦)二茂铁(DPPF)、1，2-双(二苯膦)乙烷(DPPE)、4，5-双二苯基膦-9，9-二甲基氧杂蒽(Xantphos)、2，2’-双-(二苯膦基)-1，1’-联萘(BINAP)、三苯基膦(PPh3)中的一种或多种的组合，氮配体优选为吡啶、2，2’-联吡啶、N，N’-二苯基对苯二胺(DPPD)、2，2’-联喹啉和1，10-菲啰啉中的一种或多种的组合。优选地，进行甲基羰基化反应中，一氧化碳的压力为1-50atm，优选为10-50atm；反应温度为80-150℃，反应时间为10-24h。优选地，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，所述酸为盐酸或硫酸。优选地，进行水解反应中，水解反应的温度为100-200℃；进行酸化反应中，酸化反应的pH值为1-3。优选地，所述酸催化剂为固体磺酸、固体磷酸、硫酸氢钾、磷酸二氢钾、硫酸、乙酸、甲基磺酸、硅胶磺酸中的一种或多种的组合；所述带水剂为芳烃、烷烃、卤代烃，优选为甲苯，二甲苯、三甲苯、氯苯、己烷中的一种或多种的组合；优选地，所述带水剂的用量与邻羟基苯乙酸的摩尔比为3-15:1。邻羟基苯乙酸内酯化反应时，反应生成的水与带水剂形成共沸物经冷凝管后不断进入分水器，在分水器中与有机相分层，可不断分离出去，从而促进酯化反应一直进行，反应结束后通过后处理进一步得到苯并呋喃酮。优选地，进行内酯化反应中，反应温度为50-150℃。优选地，本专利技术所述方法的合成路线如下所示：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)近年来，随着国内生产装置和生产技术的改进，邻氯甲苯的总产能和总产量逐渐升高，导致产能严重过剩，邻氯甲苯价格相对较低。本专利技术采用非常易得的原料——邻氯甲苯制备苯并呋喃酮，由此解决了传统苯并呋喃酮制备过程中原料价格昂贵，制备成本过高的问题。(2)本专利技术通过将邻氯甲苯和醇、氧化剂以及一氧化碳在过渡金属催化剂下通过一步C(sp3)-H直接羰基化得到邻氯苯乙酸酯，再通过碱性水解，酸化得到邻羟基苯乙酸，最后进行内酯化反应，即得到苯并呋喃酮。和传统方法相比，本专利技术合成方法采用的生产工艺环保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将邻氯甲苯进行甲基羰基化反应，得到邻氯苯乙酸酯；/n(2)将邻氯苯乙酸酯进行水解，酸化反应，得到邻羟基苯乙酸；/n(3)将邻羟基苯乙酸进行内酯化反应，得到苯并呋喃酮。/n

【技术特征摘要】
1.一种以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将邻氯甲苯进行甲基羰基化反应，得到邻氯苯乙酸酯；
(2)将邻氯苯乙酸酯进行水解，酸化反应，得到邻羟基苯乙酸；
(3)将邻羟基苯乙酸进行内酯化反应，得到苯并呋喃酮。


2.根据权利要求1所述的以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)将邻氯甲苯和烷基醇、氧化剂、一氧化碳，在以过渡金属催化剂前体与配体形成的络合物为催化剂的条件下，进行甲基羰基化反应，得到邻氯苯乙酸酯；
(2)将邻氯苯乙酸酯和碱进行水解反应，将氯取代基和酯基水解成盐，再和酸进行酸化反应，得到邻羟基苯乙酸；
(3)将邻羟基苯乙酸和带水剂，在酸催化剂的条件下，进行内酯化反应，得到苯并呋喃酮。


3.根据权利要求1或2所述的以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法，其特征在于，邻氯苯乙酸酯的结构式为：



R为甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、叔丁基、异戊基或环己基。


4.根据权利要求2或3所述的以邻氯甲苯为原料合成苯并呋喃酮的方法，其特征在于，所述氧化剂为双氧水、过氧乙酸、过氧叔丁醇、氧气、过硫酸钾、间氯过氧苯甲酸中的一种或多种的组合；
所述过渡金属催化剂前体为钯系金属催化剂前体、钌系金属催化剂前体、铑系金属催化剂前体、钴系金属催化剂前体、镍系金属催化剂前体或铜系金属催化剂前体；
钯系金属催化剂前体优选为氯化钯、钯碳、四三苯基磷钯、二氯化二(三苯基磷)钯、醋酸钯、三氟乙酸钯、三氟甲磺酸钯中的一种或多种的组合，钌系金属催化剂前体优选为三氯化钌、十二羰基三钌中的一种或多种的组合，铑系金属催化剂前体优选为醋酸铑、十二羰基四铑、乙烯基氯化铑中的一种或多种的组合，钴系金属催化剂前体优选为羰基钴、氯化钴、乙酰丙酮钴中的一种或多种的组合，镍系金属催化剂前体优选为溴化镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种或多种的组合，铜系金属催化剂前体优选为氟化铜、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘显伟，马青松，马心旺，魏力璟，孙东艳，朱华志，赖彭莹，
申请(专利权)人：安徽中羰碳一工业技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34