动、植物生长促进剂2-(5H)-呋喃酮的合成方法技术

本发明专利技术属于动、植物生长促进剂“克拉酮”的一种合成方法，本发明专利技术对糠醛氧氧化、一步制得“克拉酮”的方法进行改进、以碳酸钠或碳酸钙（甲酸钠、甲酸钙、碳酸氢钠等）为催化剂。直接采用甲酸、双氧水混合溶液为溶剂和氧化剂／反应中不用二氯甲烷。使反应在均相中进行，后处理时仅用碳酸钠（碳酸氢钠）或碳酸钙中和法除去过量甲酸。一次蒸馏即可得到高纯度的“克拉酮”。本发明专利技术方法简便、产率高达７０％。对于一般有机合成工作者，利用普通有机合成设备即可完成本发明专利技术的技术操作过程。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

Method for synthesizing animal and plant growth promoter 2- (5H) - furan ketone

The invention relates to a synthesis method of animal and plant growth promoter \carat ketone\, the invention of furfural oxidation, prepared method improvement, carat ketone \with sodium carbonate or calcium carbonate (sodium formate, calcium formate, sodium bicarbonate) as catalyst. The mixed solution of formic acid and hydrogen peroxide was used as solvent, and no dichloromethane was used in the reaction. The reaction was carried out in the homogeneous phase, and the latter was treated with sodium carbonate (sodium bicarbonate) or calcium carbonate neutralization. The high purity of the product can be obtained by distillation\. The method is simple and the yield is up to 70%. For the general organic synthesis workers, the technical operation process of the invention can be realized by using the ordinary organic synthesis equipment.

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于动、植物生长促进剂“克拉酮”的一种改进合成方法。克拉酮又名丁烯内酯，2-〔5H〕-呋喃酮，英文名为Cratone，Butenolide，2-〔5H〕-Furanone，具有多种生物功能。其化学结构为 克拉酮(IV)本品系80年代初，首先由苏联将其作为养鱼和农作物生长促进剂，并取得初步成功。经实验证明，“克拉酮”对鱼类有明显增加食慾、促进生长作用；对植物有促进发芽、根部发育增大作用。例如用该品0.1％溶液处理过的虹鳟鱼卵可减少21％的损失率。在8～10℃水中喂食鱼苗，可使其生长增加25％；用该品0.05％溶液处理过的棉种，可刺激发芽、开花、棉桃张开、增加纤维产量10～20公斤/亩。同时，该产品还是有机合成中的手性试剂和生化试剂。然而，“克拉酮”的结构虽然简单，但是其合成方法并不容易，且产率低，质量差，进口价格昂贵(美国售价13.1美元/克)〔1〕，极不利于大量生产和推广。现有类似合成方法，以糠醛氧化，一步反应制备克拉酮的合成路线，曾由苏联的Ъадовская报道〔2〕但由于反应条件不佳，仅得到混合物，并且产率很低(37％)。1985年，芬兰的Nasman〔3〕改进了糠醛氧化、一步制得“克拉酮”的反应条件，并经三乙胺异构化等一系列复杂操作处理，得到单一产品(IV)，尽管产率达到了50～55％，但是产品质量不好(黄色)，仍需经二次蒸馏，其反应式为 2-呋喃醇甲酸酯(II)2-〔3H〕-呋喃(III) 克拉酮(IV)本专利技术的目的在于提出一种能提高产品纯度和产率，并能适于大批量生产，简便可行的合成方法。在本专利技术提出的合成方法过程中，我们研究了文献〔2，3〕的反应条件及其反应现象，实验结果表明，黄色产物是产品不纯，由杂质引起。因此，我们对此方法又进行了改进。我们的方法虽然仍以糠醛为原料，但是用廉价的碳酸钠或碳酸钙(甲酸钠、甲酸钙、碳酸氢钠等)为催化剂，以甲酸、双氧水混合溶液为溶剂和氧化剂，反应中省去大量二氯甲烷、碳酸钾和无水硫酸钠，使反应在均相(文献为三相)中进行。采用本专利技术方法时，反应温度控制在50～70℃，加完原料两小时后即可使反应完成；后处理时仅用碳酸钠(碳酸氢钠)或碳酸钙中和法除去过量甲酸，省去了文献中甲苯、旋转蒸发带出过量甲酸和三乙胺异构化的繁琐操作过程。既降低了成本、简化了操作又使反应更加完全，产率提高到70％。根据我们观察到的实验现象，提出如下反应式 2-呋喃醇碳酸酯(V) 克拉酮(IV)采用本专利技术提出的合成方法，所得产品为无色透明液体，经质谱、核磁、折光等测试分析、均取得与结构一致的结果，对于不纯的变色产品，采用本专利技术提出的合成方法亦可使其变成纯净的无色产品。实施例一称取96克(1摩尔)糠醛，50毫升甲酸，置1000毫升三口瓶中(带有回馏冷凝管，温度计和滴加漏斗)，在充分搅拌下，先将15克无水碳酸钠分次加入到反应瓶中，然后分次滴加30％的双氧水共230毫升(注意放热反应！控制内温在50～60℃)。加毕，继续搅拌2小时，冷却后，用二氯甲烷连续充分提取，合并二氯甲烷提取液，并与少量水和碳酸钙(碳酸氢钠)或碳酸钠一起振摇至两层溶液8＞pH＞7，彻底除去过量甲酸。二氯甲烷提取液经无水碳酸钠干燥10分钟后，立即滤除干燥剂(回收的碳酸钠可用下批中和反应)，回收二氯甲烷(下次套用)。减压分馏，收集沸点98～101℃/20mmHg的馏分。可得产率60～70％的合格产品。核磁检测未见杂质谱线，折光检测合格，nD20＝1.4692。实施例二称取96克(1摩尔)糠醛，50毫升甲酸。置1000毫升三口瓶中(带有回馏冷凝管，温度计和滴加漏斗)，在充分搅拌下，先将15克无水碳酸钠分次加入到反应瓶中，然后分次滴加30％的双氧水共230毫升(注意放热反应！控制内温在20～40℃)。加毕，室温下继续搅拌72小时，用二氯甲烷连续充分提取，合并二氯甲烷提取液，并与少量水和碳酸钙(或碳酸氢钠)一起振摇至两层溶液8＞pH≥7，彻底除去过量甲酸。再经无水碳酸钠干燥10分钟后。立即滤除干燥剂(回收的碳酸钠可用下批中和反应)，回收二氯甲烷(下次套用)。减压分馏，收集沸点98～101℃/20mmHg的馏分。可得产率60～70％的合格产品。核磁检测未见杂质谱线。折光检测合nD20＝1.4692。参考文献〔1〕Aldrich.Catalog Handbook of Fine Chemicals.1988～1989.786〔2〕Л.А.Бадовская.Хим.Γетероuикл.Соедин.1978.10.1314；C.A.1979.90.54751〔3〕Jan-Anders H.Nasman.K.Goran Pensar，Synthsis1985.78本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动、植物生长促进剂“克拉酮”的改进合成方法，其特征在于以糠醛（Ｉ）合成中间体２－呋喃醇甲酸酯（Ⅱ）、中间体２－呋喃醇碳酸酯（Ⅴ），最终制成克拉酮（化学名称为２－（５Ｈ）－呋喃酮）。

【技术特征摘要】
1.一种动、植物生长促进剂“克拉酮”的改进合成方法，其特征在于以糠醛(I)合成中间体2-呋喃醇甲酸酯(II)、中间体2-呋喃醇碳酸酯(V)，最终制成克拉酮(化学名称为2-(5H)-呋喃酮)。2.根据权利要求1所述的克拉酮的合成方法，其特征是以糠醛为原料，经糠醛氧化反应生成2-呋喃醇甲酸酯(II)。3.根据权利要求1所述的克拉酮合成方法，其特征是2-呋喃醇甲酸酯(II)，不经分离，直接进行二次氧化反应获得生成物2-呋喃醇碳酸酯(V)。4.根据权利要求1所述的克拉酮的合成方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦克芳，陈邦华，谢云德，李新胜，
申请(专利权)人：军事医学科学院毒物药物研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]