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摘 要:呋喃酚作为一种非常重要的有机精细中间体,其是是生产呋喃丹的主要原料,用于合成丁硫克百威、克百威等农药,在农药制药领域起着重要的基础作用,因此,加强呋喃酚的研究开发力度具有广泛的市场前景,这对于提高农药工业整体水平具有十分重要的意义。由于原料的不同,呋喃酚其合成方法众多,可分为邻苯二酚法、邻氯苯酚法、环己酮法、硝基苯酚法、愈创木酚法、邻异丙基酚法、羟基苯异酮法等等。本文结合相关企业生产实践,就前几种较常见的合成方法的原理及工艺特点进行了详细阐述,以期促进呋喃酚合成方法的更加多元优化。
关键词:呋喃酚;合成方法; 邻苯二酚法; 邻氯苯酚法; 环己酮法
1邻苯二酚法合成呋喃酚
邻苯二酚法是工艺较成熟、工业生产中较常见的呋喃酚合成方法,其以邻苯二酚、甲基烯丙基氯为主要原料,通常有醚化-酯化-重排-环化途径、缩合环化-重排、醚化-重排-环化3种途径。
1.1醚化一酯化一重排一环化途径
邻苯二酚与甲基烯丙基氯先经醚化反应得到异丁烯基苯酚醚,将异丁烯基苯酚醚与乙酐在回流状态下酯化反应,得到的酯经重排反应、环化反应最后得到呋喃酚,其反应过程如图1所示。
图1 邻苯二酚经醚化、醇化、重排、环化等反应合成呋喃酚
这种合成呋喃酚的途径由于反应步骤多,导致总的收率低(以邻苯二酚计,一般只有40%-47%),所以工业上一般不采用此反应途径。
1.2缩合环化一重排途径
邻苯二酚与异丁醛在浓硫酸催化作用下,经缩合环化反应得到2-异丁基-1,3-苯并二恶茂,产物再经重排后可直接得到呋喃酚,其具体反应过程如图2所示。
图2 邻苯二酚经缩台环化、重排反应合成呋喃酚
尽管该途径反应步骤少,但是这两步反应的转化率均不高,分別只有30% 、60%左右,以致在整个反应中呋喃酚收率仅20%左右。
1.3醚化一重排一环化途径
邻苯二酚与甲基烯丙基氯先进行醚化反应,得到的异丁烯基苯酚醚在催化剂作用下经Claisen重排反应得到取代双酚中间体,再经环合反应制得呋喃酚,其简单反应过程如图3所示。
图3 邻苯二酚经醚化、重排、环化反应合成呋喃酚
该途径反应步骤较少,是目前常用的呋喃酚合成方法。
2邻氯苯酚法合成呋喃酚
该种方法是以邻氯苯酚(苯酚经氯化制取)为原料,在碱和加热条件下,与甲基烯丙基氯进行醚化反应,生成邻氯化苯甲代丙烯基醚;然后在助剂和催化剂作用下,加温加压搅拌反应(重排、环化、水解)一段时间,再经提纯步骤可得到呋喃酚产品,具体反应步骤见图4所示。
图4 邻氯苯酚法合成呋喃酚的反应步骤
该方法原料来源广,重排、环化、水解3步反应可同釜同时进行,工艺流程短、能耗低,操作过程简单,且收率也较高(60%左右),是一种重要的、有潜力的呋喃酚合成方法。
3环己酮法合成呋喃酚
环己酮经亚硒酸氧化可以生成1,2一环己二酮,在碱和其它催化剂作用下与甲基烯丙基氯醚化反应,生成的2-β一甲基烯丙基氯代-2-环己烯-1-酮在催化剂作用下,升温环化、重排反应一段时间,得到一定产量的呋喃酚产品。
通过向环己酮中滴加亚硒酸(H2SeO3),在80-100℃下反应5-6 h,得到收率为62%左右的1,2-环己二酮;用甲苯作溶剂,向1,2-环己二酮溶液中加入甲基烯丙基氯和氢氧化钠、适量催化剂,在室温下反应7-8 h,即可制备浅黄色稠油状的2-β-甲基烯丙基氯代-2-环己烯-1-酮;0.5%Pd/C为催化剂(用量为酮的1%左右),邻二氯苯作溶剂,采用氮气保护,在150-160℃下反应4-5 h,稍冷后加入工业硫磺,再升温到180-185℃,继续反应5-6 h,冷却、过滤、减压回收邻二氯苯等,最终得到呋喃酚产品,收率为64.5%。
关键词:呋喃酚;合成方法; 邻苯二酚法; 邻氯苯酚法; 环己酮法
1邻苯二酚法合成呋喃酚
邻苯二酚法是工艺较成熟、工业生产中较常见的呋喃酚合成方法,其以邻苯二酚、甲基烯丙基氯为主要原料,通常有醚化-酯化-重排-环化途径、缩合环化-重排、醚化-重排-环化3种途径。
1.1醚化一酯化一重排一环化途径
邻苯二酚与甲基烯丙基氯先经醚化反应得到异丁烯基苯酚醚,将异丁烯基苯酚醚与乙酐在回流状态下酯化反应,得到的酯经重排反应、环化反应最后得到呋喃酚,其反应过程如图1所示。
图1 邻苯二酚经醚化、醇化、重排、环化等反应合成呋喃酚
这种合成呋喃酚的途径由于反应步骤多,导致总的收率低(以邻苯二酚计,一般只有40%-47%),所以工业上一般不采用此反应途径。
1.2缩合环化一重排途径
邻苯二酚与异丁醛在浓硫酸催化作用下,经缩合环化反应得到2-异丁基-1,3-苯并二恶茂,产物再经重排后可直接得到呋喃酚,其具体反应过程如图2所示。
图2 邻苯二酚经缩台环化、重排反应合成呋喃酚
尽管该途径反应步骤少,但是这两步反应的转化率均不高,分別只有30% 、60%左右,以致在整个反应中呋喃酚收率仅20%左右。
1.3醚化一重排一环化途径
邻苯二酚与甲基烯丙基氯先进行醚化反应,得到的异丁烯基苯酚醚在催化剂作用下经Claisen重排反应得到取代双酚中间体,再经环合反应制得呋喃酚,其简单反应过程如图3所示。
图3 邻苯二酚经醚化、重排、环化反应合成呋喃酚
该途径反应步骤较少,是目前常用的呋喃酚合成方法。
2邻氯苯酚法合成呋喃酚
该种方法是以邻氯苯酚(苯酚经氯化制取)为原料,在碱和加热条件下,与甲基烯丙基氯进行醚化反应,生成邻氯化苯甲代丙烯基醚;然后在助剂和催化剂作用下,加温加压搅拌反应(重排、环化、水解)一段时间,再经提纯步骤可得到呋喃酚产品,具体反应步骤见图4所示。
图4 邻氯苯酚法合成呋喃酚的反应步骤
该方法原料来源广,重排、环化、水解3步反应可同釜同时进行,工艺流程短、能耗低,操作过程简单,且收率也较高(60%左右),是一种重要的、有潜力的呋喃酚合成方法。
3环己酮法合成呋喃酚
环己酮经亚硒酸氧化可以生成1,2一环己二酮,在碱和其它催化剂作用下与甲基烯丙基氯醚化反应,生成的2-β一甲基烯丙基氯代-2-环己烯-1-酮在催化剂作用下,升温环化、重排反应一段时间,得到一定产量的呋喃酚产品。
通过向环己酮中滴加亚硒酸(H2SeO3),在80-100℃下反应5-6 h,得到收率为62%左右的1,2-环己二酮;用甲苯作溶剂,向1,2-环己二酮溶液中加入甲基烯丙基氯和氢氧化钠、适量催化剂,在室温下反应7-8 h,即可制备浅黄色稠油状的2-β-甲基烯丙基氯代-2-环己烯-1-酮;0.5%Pd/C为催化剂(用量为酮的1%左右),邻二氯苯作溶剂,采用氮气保护,在150-160℃下反应4-5 h,稍冷后加入工业硫磺,再升温到180-185℃,继续反应5-6 h,冷却、过滤、减压回收邻二氯苯等,最终得到呋喃酚产品,收率为64.5%。