一种低共熔溶剂催化5-氯-2-戊酮生成环丙基甲基酮的方法技术

本发明专利技术公开了一种低共熔溶剂催化5

【技术实现步骤摘要】
一种低共熔溶剂催化5
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氯
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戊酮生成环丙基甲基酮的方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种三元低共熔溶剂催化5
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氯
‑2‑
戊酮环化生成环丙基甲基酮的方法。

技术介绍

[0002]环丙基甲基酮(Cyclopropylmethylketone)简称CPMK，分子式C5H8O。环丙基甲基酮的化学结构显示其具有链状结构，且兼具有环丙基和羰基的结构，这是影响其化学性质的主要因素。环丙基是一个很重要的药效基团，很多包含该结构的化合物都显示出抗真菌、抗病毒、抗肿瘤、杀虫等多种多样的生物活性，因此环丙基甲基酮常被作为中间体，合成抗艾滋病药物依法韦仑、绿色农药杀菌剂嘧菌环胺以及植物生长调节剂环唑醇。因此，对环丙基甲基酮的工业合成方法的研究具有非常重要的现实意义。
[0003]目前通常采用的环丙基甲基酮制备方法为：使用2
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甲基呋喃加氢制备2
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甲基
‑
4,5
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二氢呋喃，并进一步与盐酸发生开环氯化反应，随后通过无机碱催化发生环合反应生成环丙基甲基酮。该合成方法工艺流程复杂、生产周期长、副产物多、产品掺杂金属离子杂质等，给环丙基甲基酮的工业生产带来了较多麻烦。如何缩短反应周期和减少副产物成为了生产中急需解决的技术难题。
[0004]另一种合成方法为，以邻苯二胺和环丙基甲酸为原料,以多聚磷酸为催化剂，在微波辐射下合成了环丙基苯并咪唑，用碘甲烷季胺化得到环丙基苯并咪唑盐，后与Grignard试剂加成后通过水解反应制备环丙基甲基酮。该合成方法副产物较多，目标产物的转化率低，大幅提高了生产成本，不利于工业化生产。
[0005]因此，在本领域中依然需要探索一种反应条件温和、催化效率高、无金属离子掺杂、原子经济性高、催化体系可循环利用，且适合工业化放大生产的环丙基甲基酮合成方法。

技术实现思路

[0006]针对目前环丙基甲基酮合成方法中原料成本高、工艺操作复杂、副产物多、产品掺杂金属元素、工业放大生产难度高等问题，本专利技术提供了一种三元低共熔溶剂催化5
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氯
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戊酮环化生成环丙基甲基酮的方法。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0008]三元低共熔溶剂催化5
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氯
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戊酮环化生成环丙基甲基酮的方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1，将5
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氯
‑2‑
戊酮和三元低共熔溶剂混合，进行升温加热反应，反应结束后冷却至室温，获得环丙基甲基酮粗产品；
[0010]步骤2，对环丙基甲基酮粗产品进行提纯得到环丙基甲基酮，三元低共熔溶剂通过加热脱除氯化氢还原，体系可以循环利用。
[0011]进一步，所述步骤1中三元低共熔溶剂的氢键受体为氯化胆碱、氢氧化胆碱。
[0012]进一步，所述步骤1中三元低共熔溶剂的氢键第一供体为尿素、甘油、硫脲、乙二
胺、乙二醇、乙醇胺中任意一项。所述步骤1中三元低共熔溶剂中氢键受体和第一供体的摩尔比为1：(1～2)。
[0013]进一步，所述步骤1中三元低共熔溶剂的氢键第二供体为赖氨酸、精氨酸、组氨酸中任意一项。所述步骤1中三元低共熔溶剂中氢键受体和第二供体的摩尔比为1：(0.05～0.2)。
[0014]进一步，所述步骤1中5
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氯
‑2‑
戊酮与三元低共熔溶剂的质量比为1：(1～10)。
[0015]进一步，步骤1中所述的催化反应温度为40～80℃。
[0016]进一步，步骤1中所述的催化反应时间为1～2h。
[0017]再进一步，经过步骤1制得的环丙基甲基酮粗产品，产物收率为97％～99.3％。
[0018]进一步，步骤2中的提纯方式为蒸馏。
[0019]再进一步，经过步骤2制得的环丙基甲基酮，产物收率为96％～99.1％。
[0020]与现有技术相比本专利技术具有以下优点：
[0021]1、本专利技术通过一步法直接制备环丙基甲基酮，无金属离子掺杂，三元低共熔溶剂催化效率高，缩短了产物的生产周期。
[0022]2、本专利技术采用5
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氯
‑2‑
戊酮为反应原料，绿色环保，原料成本低，也符合绿色化学中原子经济性的要求。
[0023]3、本专利技术采用催化环化的方式合成环丙基甲基酮，生产过程中无副产物，且原料转化率高，催化体系可循环利用，满足工业生产的要求，且所得的精产品纯度同样符合工业要求。
附图说明
[0024]图1：三元低共熔溶剂催化5
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氯
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戊酮环化制备环丙基甲基酮的过程示意图。
[0025]图2：以三元低共熔溶剂氯化胆碱
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尿素
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精氨酸为例催化反应过程，环丙基甲基酮的产率随温度、时间的变化趋势图。
[0026]图3：环丙基甲基酮的核磁共振氢谱。
[0027]图4：环丙基甲基酮的核磁共振碳谱。
具体实施方式
[0028]三元低共熔溶剂催化5
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氯
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戊酮环化生成环丙基甲基酮的方法，包括以下步骤：
[0029]步骤1，将5
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氯
‑2‑
戊酮和三元低共熔溶剂混合，进行升温加热反应，反应结束后冷却至室温，获得环丙基甲基酮粗产品；
[0030]步骤2，对环丙基甲基酮粗产品进行蒸馏提纯得到环丙基甲基酮，三元低共熔溶剂通过加热可以脱除氯化氢还原，体系可以循环利用。
[0031]实施例1
[0032]向50mL圆底烧瓶中加入2g5
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氯
‑2‑
戊酮、2g氯化胆碱
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尿素
‑
精氨酸(1:1:0.05)，在40℃下搅拌加热1h后，反应结束，停止加热并冷却至室温，得到环丙基甲基酮粗产品，收率为97％，对粗产品进行蒸馏提纯，得到环丙基甲基酮，结构如图3、4所示，收率为96％。
[0033]实施例2
[0034]向50mL圆底烧瓶中加入2g5
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氯
‑2‑
戊酮、20g氯化胆碱
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尿素
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精氨酸(1:2:0.2)，在
80℃下搅拌加热2h后，反应结束，停止加热并冷却至室温，得到环丙基甲基酮粗产品，收率为99.3％，对粗产品进行蒸馏提纯，得到环丙基甲基酮，结构如图3、4所示，收率为99.1％。
[0035]实施例3
[0036]向50mL圆底烧瓶中加入2g5
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氯
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戊酮、6g氯化胆碱
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甘油
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赖氨酸(1:1.5:0.15)，在50℃下搅拌加热1.5h后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低共熔溶剂催化5
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氯
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戊酮生成环丙基甲基酮的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将5
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氯
‑2‑
戊酮和三元低共熔溶剂混合，进行升温加热反应，反应完成后冷却至室温，获得环丙基甲基酮粗产品；步骤2，对环丙基甲基酮粗产品进行提纯得到环丙基甲基酮，三元低共熔溶剂通过加热可以脱除氯化氢还原，体系可以循环利用。2.根据权利要求1所述的一种低共熔溶剂催化5
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氯
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戊酮生成环丙基甲基酮的方法，其特征在于：所述步骤1中三元低共熔溶剂的氢键受体为氯化胆碱、氢氧化胆碱。3.根据权利要求1所述的一种低共熔溶剂催化5
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氯
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戊酮生成环丙基甲基酮的方法，其特征在于：所述步骤1中三元低共熔溶剂的氢键第一供体为尿素、甘油、硫脲、乙二胺、乙二醇、乙醇胺中任意一项，氢键第二供体为赖氨酸、精氨酸、组氨酸中任意一项。4.根据权利要求3所述的一种低共熔溶剂催化5
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氯
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戊酮生成环丙基甲基酮的方法，其特征在于：所述步骤1中三元低共熔溶剂中氢键受体和第一供体的摩尔比为1：(1～2)，氢键受体和第二供体的摩尔比为1：(0.05～0.2)。5.根据权利要求2、3、4任意一项所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉琪，邢倩倩，侯相林，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：