本发明专利技术公开一种离子液体复合磷酸催化合成杂环乙酰化化合物的方法，以离子液体１－丁基－３－甲基咪唑六氟磷酸盐和磷酸作催化剂，进行乙酰化反应，其步骤为：在反应容器中加入磷酸和１－丁基－３－甲基咪唑六氟磷酸盐，然后加入乙酸酐，搅拌分散均匀后滴加杂环化合物到上述的反应体系中，乙酸酐与杂环化合物的摩尔比为１．１～１．３∶１磷酸用量以乙酸酐计为５～１５ｗｔ％；反应体系的温度升至３０～６０℃，反应５～１５ｈ；然后经过常规的萃取、洗涤、蒸馏等步骤获得目标产物。本发明专利技术制备过程不大量使用有机溶剂，减少过量原料的加入，在较低温度条件下也能提高催化剂的活性，减少杂环化合物副反应的产生以提高产率、节省成本、改善操作环境。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂应用
，特别是离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸 盐(PF6)复合磷酸应用于杂环化合物如呋喃、噻吩及其衍生物与乙酸酐进行乙酰化 合成乙酰化产物的方法，具体涉及。
技术介绍
杂环乙酰化化合物，特别是呋喃、噻吩、吡咯、吲哚等的乙酰化产物，如2-乙酰呋 喃等是一类重要的药物、香料、农药、食品添加剂的中间体。杂环乙酰化产物一般是通过杂 环乙酰化反应得到。常见的杂环乙酰化的方法，是以杂环化合物为底物，然后在催化剂催化下用不同 的酰化剂进行酰化。现有技术的酰化剂有Synthetic Communications，38 (2)，255-264， 2008 中提到的乙酰氯；中国抗生素杂志 30 (5)，304，313，2005、Indian, 192962，19Jun 2004 等提到的乙酸酐；Helvetica Chimica Acta，88 (8)，2282-2287，2005、Tetrahedron, 60 (48)，10843-10850，2004、Synthesis, (13)，2165-2168，2004 等提到的乙酸。杂环如呋喃等芳香性不如苯环，易在酸性环境下或在高温条件下产生缩合、开环 等副反应。因此用乙酰氯、乙酸等作酰化剂时效果一般较差，主要原因为一是产生的氯化 氢易与杂环产生加成等副反应，二是乙酸作为酰化剂需要较高的反应温度易导致缩合等副 反应的产生。因此常用乙酸酐作为乙酰化剂。用乙酸酐进行酰化反应的催化剂常见的有质子酸催化剂如磷酸、氢氟酸等，路易 斯酸(Lewis)酸如三氯化铝、氯化锌、三氟甲磺酸的金属盐等，分子筛催化剂，固体超强酸 催化剂，杂多酸催化剂等。相关的杂环酰化的催化剂的相关文献有Indian, 192962，19Jun 2004提到以Fe3+交换的蒙脱土为催化剂，呋喃为溶剂进行 酰化反应，以乙酸酐计收率虽然可达98%左右，但其缺点是以大量过量的呋喃为溶剂，呋喃 相对于以酸酐价格贵损失大，回收难。化学试剂，23 (6)，370-371，2001介绍以磷酸、三氯化铝、氯化锌、氢碘酸等为催化 剂，等摩尔量的呋喃与乙酸酐反应，磷酸催化收率为40% ；乙酸酐过量一倍时，以无水氯化 锌为催化剂，收率为64% ；由于磷酸反应活性低，需要较高的反应温度才能使反应完全，导 致呋喃大量缩合，所以收率低，成本高。而氯化锌等即使在低温下也易导致大量缩合副反应 的产生，催化收率也不是很理想。Topics in Catalysis，19 (1)，43-47，2002介绍了利用在硝基甲烷等有机溶剂中 以各种三氟甲磺酸的过渡金属盐如锡盐、钪盐、铱盐等作为催化剂催化杂环的乙酰化反应， 以呋喃为底物时，乙酸酐过量约1倍时，在室温反应，收率可达65 86% ；以噻吩为底物时 收率可达95%。但三氟甲磺酸过渡金属盐价格高，同时要使用硝基甲烷等有毒溶剂，过量乙 酸酐要回收，因此合成成本较高，环境污染也相对严重。综上所述，现有用于呋喃、噻吩等杂环化合物酰化反应的催化剂，要么存在收率低，副反应多的不足；要么，反应条件相对苛刻，如反应温度高、原料用量大等；或者现有催 化剂使用过程中要用到大量毒性相对较大、价格相对较高的有机溶剂辅助反应进行，因此， 增加了使用成本，造成了更大的环境污染。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述不足，提供一种制备过程不大量使用有机溶剂，减少 过量原料的加入，同时在较低温度条件下也能提高催化剂的活性以完成反应，减少杂环化 合物缩合、加成等副反应的产生以提高产率，节省成本，改善操作环境的离子液体复合磷酸 催化合成杂环乙酰化化合物的方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为一种杂环乙酰化催化体系，以离子液体1- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐( PF6)和磷酸进行混合后作为催化剂(复合催化体系)，可以大大促进磷酸的催化活性，使得 在较低温度下就可催化乙酸酐与杂环化合物的乙酰化反应，反应式如下 其中x = 0，S (即X = O对应的是呋喃，X = S对应的噻吩)。具体方法为以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐( PF6)和磷酸作 为复合催化剂，进行乙酰化反应，其步骤为①在反应容器中加入磷酸和离子液体PF6，在常温下搅拌均勻；磷酸和离子 液体的质量比为1 0. 5 5 ；②在上述容器中加入乙酸酐，在O 30°C下搅拌分散，然后滴加杂环底物(杂环化 合物，即通式(II)中所述的杂环化合物)到上述的反应体系中，滴加时反应体系温度控制 在15 30°C ；乙酸酐与通式为(II)的杂环化合物(或称杂环底物，为噻吩或呋喃)的投 料摩尔比为1.1 1.3 1;磷酸催化剂用量以乙酸酐计为5 15wt% (重量百分比)(磷 酸催化剂用量以乙酸酐计为5 15wt%是指磷酸的用量占乙酸酐重量的5 15% )；③以10 15°C /h的速度将上述步骤②的反应体系的温度升温至30 60°C，然 后保温反应5 15h ；④将步骤③反应完成后的反应液自然冷却，然后加入2 10重量倍反应液的水， 然后用有机溶剂萃取三次，温度不超过30°C，合并有机层(萃取层)；⑤有机层用碱洗、水洗至pH6 8，然后先常压蒸馏或减压蒸馏回收萃取溶剂，然 后再减压蒸馏回收产品。本专利技术步骤①、②、③的反应过程是本专利技术的主要专利技术点，步骤④、⑤为产物常规 的后处理过程。本专利技术所指磷酸为多聚磷酸，或浓度为85 100%的磷酸(上述步骤②磷酸催化 剂用量以乙酸酐计为5 15wt%，当催化剂为磷酸而不是多聚磷酸时，上述用量是以纯磷 酸计算，而不是以85 100%的磷酸计算)。本专利技术步骤④萃取用有机溶剂优选为卤代烃或醚，进一步优选为氯仿、二氯甲烷、4乙醚等。本专利技术利用离子液体复合磷酸作为催化剂催化通式(II)的杂环化合物进行乙酰 化反应的方法，所述步骤①中离子液体用量优选为磷酸的1 3质量倍，过低催化性能差， 过高效果不大，成本高；本专利技术利用离子液体复合磷酸作为催化剂催化杂环化合物进行乙酰化反应的方 法，所述步骤②中催化剂中的磷酸(当催化剂采用的是磷酸而不是多聚磷酸时，以纯磷酸 计算)用量以乙酸酐计优选为6 10wt%，过低催化性能差，过高效果没有增加，还加大了 催化剂回收的处理量，增加成本。本专利技术利用离子液体复合磷酸作为催化剂催化杂环化合物进行乙酰化反应的方 法，其中使用乙酸酐的用量相对于通式(II)化合物用量为1. 1 1.3摩尔倍，优选1.2 1. 3摩尔倍，过少反应不好产物收率太低，过多原料浪费多且易产生副反应效果不好。本专利技术利用离子液体复合磷酸作为催化剂催化杂环化合物进行乙酰化反应的方 法，其中步骤②中加入乙酸酐搅拌分散温度优选为10 30°C，过低分散不好且能耗大，过 高能耗大。本专利技术利用离子液体复合磷酸作为催化剂催化杂环化合物进行乙酰化反应的方 法，其中所述步骤②中滴加杂环化合物时反应体系的温度优选为20 25°C，过低反应慢， 过高反应快难控制温度，导致副反应，收率降低。本专利技术利用离子液体复合磷酸作为催化剂催化杂环化合物进行乙酰化反应的方 法，其中所述步骤③中保温反应温度优选为40 50°C，反应时间为8 10h，温度过低或时 间过短造成反应不完全，温度过高或时间过长由于副反应增加则收率又会下降。与现有技本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子液体复合磷酸催化合成杂环乙酰化化合物的方法，其特征在于：以离子液体１－丁基－３－甲基咪唑六氟磷酸盐和磷酸作为复合催化剂，进行乙酰化反应，其合成步骤为： ①在反应容器中加入磷酸和１－丁基－３－甲基咪唑六氟磷酸盐，在常温下搅拌均匀；磷酸和离子液体的质量比为１∶０．５～５； ②在上述容器中加入乙酸酐，在０～３０℃下搅拌分散均匀，然后滴加杂环化合物到上述的反应体系中，滴加时反应体系温度控制在１５～３０℃；乙酸酐与杂环化合物的投料摩尔比为１．１～１．３∶１；磷酸催化剂用量以乙酸酐计为５～１５ｗｔ％； ③以１０～１５℃／ｈ的速度将上述步骤②的反应体系的温度升温至３０～６０℃，然后保温反应５～１５ｈ； ④将步骤③反应完成后的反应液自然冷却，然后加入２～１０重量倍反应液的水，然后用有机溶剂萃取三次，温度不超过３０℃，合并有机层； ⑤有机层用碱洗、水洗至ｐＨ６～８，然后先常压蒸馏或减压蒸馏回收溶剂，然后再减压蒸馏回收产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建华，张胜建，杨荣强，聂振中，周美丽，陈欣荣，潘志伟，张增礼，
申请(专利权)人：江苏清泉化学有限公司，浙江大学宁波理工学院，浙江台州清泉医药化工有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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