[发明专利]一种5-溴-2-呋喃甲醛的合成方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种已知化合物的制备方法，确切地说是5-溴-2-呋喃甲醛的合成方法。

二、背景技术

5-溴-2-呋喃甲醛(5-bromo-2-furaldehyde)，又名5-溴糠醛(5-bromofuraldehyde)，5-溴-2-糠醛(5-bromofuran-2-carboxaldehyde)，是一种微黄色粉末，熔点80～85℃，沸点222.8℃/760mmHg，闪点为112℃/6mmHg，密度ρ＝1.748g/cm³，能溶于二氯化碳、四氯化碳、乙醚等有机溶剂；其分子式为C₅H₃BrO₂，相对分子质量为174.98。5-溴-2-呋喃甲醛结构式如下：

呋喃甲醛是重要的化工基础原料，以呋喃甲醛为原料直接或间接衍生出的化工产品达1600多种。而呋喃甲醛溴化物是重要的呋喃甲醛深加工产品，是重要的有机合成中间体化合物，广泛用于医药、农药、染料、高分子材料等领域。向呋喃甲醛结构中引入溴原子有三个作用：一是有效活化作用，由于溴原子是活泼性较高的活性基团，在有机合成中常利用溴化合物来制取其他衍生物；二是增加、改进化合物产生新的功效；三是引入溴原子在有机合成中有中间桥梁的功能。

近年来，5-溴-2-呋喃甲醛在抗病毒药物、抗寄生虫药物、抗疟药物、抗癌药物、抗肿瘤药物上的应用逐渐增多，从而使其经济价值显著提高，便引起人们的广泛关注。

目前生产5-溴-2-呋喃甲醛主要方法是：采用液溴作为溴化剂直接溴化呋喃甲醛。这种方法溴化反应选择性差，产生大量的不同区域异构体，环境污染严重，对设备腐蚀大，这些缺点不利于大规模工业生产的可持续发展和经济发展需求。此外，目前国内对于5-溴-2-呋喃甲醛合成方法的研究报道很少，生产5-溴-2-呋喃甲醛主要方法落后且对环境污染大。为此，探寻一种反应条件温和、环保、高产率合成5-溴-2-呋喃甲醛工艺方法，具有潜在巨大的环境经济社会效益。

三、发明内容

本发明旨在提供一种反应条件温和、选择性好、收率高并宜于工业转化的5-溴-2-呋喃甲醛的合成方法。所要解决的技术问题是提高制备的5-溴-2-呋喃甲醛的选择性和收率。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明5-溴-2-呋喃甲醛的合成方法的特点在于：包括溴化试剂的制备和溴化两个过程；所述溴化试剂的制备是将N-甲基咪唑与溴代正丁烷反应，生成溴化1-丁基-3-甲基咪唑，再与溴素反应，得到溴化试剂离子液体三溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br₃)；所述溴化是将呋喃甲醛加入到制备的溴化试剂中进行溴化反应，生成目标产物5-溴-2-呋喃甲醛；

N-甲基咪唑、溴代正丁烷和溴素摩尔比为1∶1.07∶0.2-1∶1.27∶0.23；

呋喃甲醛与溴化试剂三溴化1-丁基-3-甲基咪唑的摩尔比为1.73∶1-1.25∶1。

本发明5-溴-2-呋喃甲醛的合成方法的特点在于按以下步骤操作：

(1)溴化试剂的制备

将N-甲基咪唑置于反应器中，滴加溴代正丁烷，溴代正丁烷预先经过蒸馏以除去水分，控制滴加时间为1.5-2h，滴加完毕后升温至回流温度，并保持回流反应9-11h，冷却，蒸出过量的溴代正丁烷回收，反应混合物经乙酸乙酯洗涤后于60-90℃在真空干燥箱中干燥至恒重，得到金黄色粘稠状液体，即溴化1-丁基-3-甲基咪唑；将得到的溴化1-丁基-3-甲基咪唑置于反应器中，于10-15℃搅拌滴加溴素，滴加时间控制在1-2h，滴完后于25-35℃反应2-3h，反应混合物经乙酸乙酯洗涤后置于真空干燥箱中于60-90℃干燥至恒重，即得溴化试剂离子液体三溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br₃)。

(2)溴化

将步骤(1)制备的三溴化1-丁基-3-甲基咪唑置于反应器中，搅拌下滴加呋喃甲醛，呋喃甲醛预先经过蒸馏以除去水分，滴加时间约1-2h，滴完后升温至30-70℃继续反应4-6h，待反应结束后，停止搅拌并降至室温，用30-40℃乙醇精制，静置10-15min后有大量黄色晶体析出，减压过滤并于40-50℃干燥得到目标产物5-溴-2-呋喃甲醛。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明方法应用N-甲基咪唑与溴代正丁烷反应制备1-丁基-3-甲基咪唑再与溴素反应得到离子液体三溴化1-丁基-3-甲基咪唑，避免了直接使用溴素，提高了工业制备反应的清洁性，降低了环境污染。