一种维生素B1中间体的绿色合成方法技术

本发明专利技术公开了一种维生素B1中间体的绿色合成方法，在催化剂存在下使α

【技术实现步骤摘要】
一种维生素B1中间体的绿色合成方法


[0001]本专利技术涉及维生素B1的生产
，具体涉及一种维生素B1中间体3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的绿色合成方法。

技术介绍

[0002]维生素B1又名硫胺素，作为第一个被发现的水溶性维生素和合成路线最长的维生素更是受到人们的普遍关注，用以解决神经炎、心肌炎、消化不良等疾病的辅助治疗及脚气病的防治。其关键中间体硫代硫胺(C)工业上是由双胺嘧啶(A)和3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮(B)作为起始原料通过一系列反应制备而成，如下式所示：
[0003][0004]3‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮是合成硫代硫胺的重要中间体，关于3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的合成，现有工艺主要以α
‑
乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯为起始原料，在氯气或磺酰氯氯化试剂的作用下，发生取代反应生成α
‑
氯代乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯，而α
‑
氯代乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯进一步在稀盐酸或稀硫酸的作用下脱羰生成3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮。
[0005]例如：以α
‑r/>乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯为起始原料，使用氯气作为氯化试剂制备3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的工艺，反应如下所示：
[0006][0007]在制备3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的过程中，此工艺有用到强烈刺激性的剧毒气体氯气，且反应过程中还会生成当量的HCl，无论从安全性上，还是从原子经济性上，都不符合绿色合成的宗旨。
[0008]又如：以α
‑
乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯为原料，经过氨化、氯代、缩合、氧化反应而合成4
‑
甲基
‑5‑
(2
‑
羟乙基)
‑
噻唑；其中原料α
‑
乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯与氯气在紫外光的照射下反应，水解得3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮，该制备方法不仅使用具有强烈刺激性的剧毒气体氯气，且反应需要额外的能量源。
[0009]又如：以α
‑
乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯为起始原料，使用磺酰氯作为氯化试剂，经稀硫酸水解脱羧制备3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮。该制备方法会产生大量有毒有害的二氧化硫、盐酸等废
气，对人体、环境的危害都非常大，且后处理比较麻烦，二氧化硫残留对后一步反应的影响较大，并且氯代试剂的用量难以控制，易产生多氯等副产物。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种对环境更友好、设备腐蚀性小且兼具较高收率的3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮(维生素B1中间体)的绿色合成方法。
[0011]本专利技术同时还提供了一种α
‑
羟基乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯(可作为维生素B1中间体或3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮中间体)的合成方法。
[0012]为达到上述目的，本专利技术采用的一种技术方案是：一种式(Ⅲ)所示的化合物(3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮)的合成方法，该合成方法包括：在催化剂存在下使式(Ⅰ)所示的化合物(α
‑
乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯)在有氧条件下、在溶剂中反应，生成式(Ⅱ)所示的化合物(α
‑
羟基乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯)，然后向反应体系中通入氯化氢，依次进行取代反应和水解脱羧反应，生成式(Ⅲ)所示的化合物；其中，所述催化剂包括铜盐类路易斯酸；
[0013][0014]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述铜盐类路易斯酸为一价铜盐和/或二价铜盐。
[0015]根据本专利技术的一些优选方面，所述铜盐类路易斯酸的酸根为选自氯离子、醋酸根、硫酸根和硝酸根中的一种或多种的组合。
[0016]根据本专利技术的一些优选方面，所述铜盐类路易斯酸为选自氯化铜、氯化亚铜、醋酸铜、硫酸铜、硫酸亚铜和硝酸铜中的一种或多种的组合。
[0017]根据本专利技术的一些优选方面，所述催化剂还包括除所述铜盐类路易斯酸以外的其他路易斯酸。进一步地，所述铜盐类路易斯酸与所述除所述铜盐类路易斯酸以外的其他路易斯酸的投料摩尔比为1∶0.001
‑
1，更优选为1∶0.01
‑
1。在本专利技术的一些实施方式中，所述铜盐类路易斯酸与所述除所述铜盐类路易斯酸以外的其他路易斯酸的投料摩尔比可以为1∶0.900
‑
1、1∶0.800
‑
0.899、1∶0.700
‑
0.799、0.600
‑
0.699、0.500
‑
0.599、0.400
‑
0.499、0.300
‑
0.399、0.200
‑
0.299、0.100
‑
0.199、0.010
‑
0.099等。
[0018]根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述除所述铜盐类路易斯酸以外的其他路易斯酸为选自铁盐、钯盐、锰盐、锌盐、钴盐、钌盐、铑盐和铝盐中的一种或多种的组合。
[0019]根据本专利技术的一些优选方面，所述除所述铜盐类路易斯酸以外的其他路易斯酸为选自氯化锌、溴化锌、氯化锰、氯化钴、氯化铁、三氯化铝、醋酸锌、醋酸锰、醋酸钴、三氟乙酸钯和三氯化钌中的一种或多种的组合。
[0020]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述催化剂为选自如下(a)
‑
(i)组合中的一种或多种：
[0021](a)氯化亚铜和氯化锰，投料摩尔比为1∶0.001
‑
1，更优选为1∶0.01
‑
1，例如可以为1∶0.900
‑
1、1∶0.800
‑
0.899、1∶0.700
‑
0.799、0.600
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：在催化剂存在下使α
‑
乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯在有氧条件下、在溶剂中反应，生成α
‑
羟基乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯，然后向反应体系中通入氯化氢，依次进行取代反应和水解脱羧反应，生成3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮；其中，所述催化剂包括铜盐类路易斯酸；式中，式(Ⅰ)所示的化合物为α
‑
乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯，式(Ⅱ)所示的化合物为α
‑
羟基乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯，式(Ⅲ)所示的化合物为3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮。2.根据权利要求1所述的3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的合成方法，其特征在于，所述铜盐类路易斯酸为一价铜盐和/或二价铜盐，所述铜盐类路易斯酸的酸根为选自氯离子、醋酸根、硫酸根和硝酸根中的一种或多种的组合；和/或，所述铜盐类路易斯酸为选自氯化铜、氯化亚铜、醋酸铜、硫酸铜、硫酸亚铜和硝酸铜中的一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的合成方法，其特征在于，所述催化剂还包括除所述铜盐类路易斯酸以外的其他路易斯酸，所述铜盐类路易斯酸与所述除所述铜盐类路易斯酸以外的其他路易斯酸的投料摩尔比为1∶0.001
‑
1，优选为1∶0.01
‑
1。4.根据权利要求3所述的3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的合成方法，其特征在于，所述除所述铜盐类路易斯酸以外的其他路易斯酸为选自铁盐、钯盐、锰盐、锌盐、钴盐、钌盐、铑盐和铝盐中的一种或多种的组合。5.根据权利要求3所述的3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的合成方法，其特征在于，所述除所述铜盐类路易斯酸以外的其他路易斯酸为选自氯化锌、溴化锌、氯化锰、氯化钴、氯化铁、三氯化铝、醋酸锌、醋酸锰、醋酸钴、三氟乙酸钯和三氯化钌中的一种或多种的组合。6.根据权利要求4或5所述的3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的合成方法，其特征在于，所述催化剂为选自如下(a)
‑
(i)组合中的一种或多种：(a)氯化亚铜和氯化锰；(b)氯化亚铜和醋酸钴；(c)氯化亚铜和三氯化钌；(d)醋酸铜和氯化钴；(e)硫酸铜和醋酸锌；(f)硫酸亚铜和三氟乙酸钯；(g)氯化铜和醋酸锰；(h)硝酸铜和醋酸钴；(i)硫酸铜和三氟乙酸钯。7.根据权利要求1所述的3
‑
氯
‑5‑
羟基
‑2‑
戊酮的合成方法，其特征在于，以摩尔百分含量计，所述催化剂的摩尔添加量为所述α
‑
乙酰基
‑
γ
‑
丁内酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，张庭兰，王钰，王玉岗，俞宏伟，王俊美，杨辉，
申请(专利权)人：山东新和成精化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：