[发明专利]一种用于制造δ-戊内酯的方法

说明书

本发明提供了一种用于制造δ‑戊内酯的新方法。该方法包括：1)式(I)的乙酸烷基酯与环氧氯丙烷发生亲核取代反应，生成式(III)的4,5‑环氧基戊酸烷基酯；2)步骤1)所得式(III)的4,5‑环氧基戊酸烷基酯进行加氢反应生成式(IV)的5‑羟基戊酸烷基酯；3)步骤2)所得式(IV)的5‑羟基戊酸烷基酯发生环化反应生成δ‑戊内酯。本发明的方法反应总收率达95％以上。该方法原料廉价易得，对环境污染小，反应条件温和、成本低，产率高且产品易提纯，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于有机合成的领域，具体涉及一种用于制造δ-戊内酯的方法。

背景技术

δ-戊内酯，又名1,5-戊内酯、delta-戊内酯、四氢-2H-2-吡喃酮、四氢邻吡喃酮、四氢香豆灵，英文名称为δ-Valerolactone，缩写名称一般为DVL，是类似于己内酯的一种环内酯类化合物，分子量为100.12，沸点为230℃，分子式为C₅H₈O₂，室温下为无色透明液体。具体结构式如下：

δ-戊内酯是一种多用途的化工中间体，并应用于不同的领域，主要用于在油墨、涂料添加剂上面代替己内酯。以戊内酯代替己内酯应用于油墨、涂料添加剂中，生产的油墨和涂料比只用己内酯生产的产品具有降粘性好，低温不凝固的优点。

另外戊内酯还可以用于合成5-溴戊酸及寡聚肽等；在医药行业，戊内酯可用于合成吡喃嘧啶、环烯醚、西洛他唑、witting试剂和Epothifone抗癌药；此外，戊内酯还可用于均聚酯和聚交酯等可以降解的高分子材料，以及香料如茉莉内酯和电池行业中的电解液等。

δ-戊内酯在工业上主要由环戊酮发生Baeyer-Villiger氧化反应或者1,5-戊二醇发生脱氢反应得到。其中Baeyer-Villiger氧化反应中环戊酮受限于石化产品，原来来源窄；并且反应中使用过氧化物如过氧苯甲酸、无水过氧乙酸、乙醛单过醋酸酯等对环戊酮进行氧化，由于有机过氧化酸价格昂贵且反应过后产生的副产物有机酸污染环境，后处理需要大量的碳酸钠等碱性试剂，无疑增加生产成本。此外由于过氧化物的存在，在反应工序中若发生误操作，很可能会导致灾难性后果，因此使用Baeyer-Villiger法制备戊内酯并没有在工业上得到广泛应用。以1,5-戊二醇为原料脱氢生成δ-戊内酯的方法需要在高温条件下(300℃)完成，并且在反应产物中的副产物正戊酸对反应器有腐蚀，增加反应设备的投入成本，且产物分离困难。

可见，现有的方法不能对满足工业量产高品质δ-戊内酯的需求。因此需要寻求一种适于工业化生产的δ-戊内酯的制备方法，用于解决现有技术中产品收率低、原料来源受限不易获取且价格昂贵以及反应条件敏感难于控制、安全系数低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制造δ-戊内酯的方法，整条工艺原料廉价易得，对环境污染小、成本低，且工艺中不涉及易造成安全隐患的原料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种用于制造δ-戊内酯的方法，包括如下步骤：

1)式(I)所示的乙酸烷基酯与环氧氯丙烷发生亲核取代反应，生成式(III)所示的4,5-环氧基戊酸烷基酯

其中R为烷基基团；

2)步骤1)所得式(III)的4,5-环氧基戊酸烷基酯通过加氢反应生成式(IV)所示的5-羟基戊酸烷基酯；

3)步骤2)所得式(IV)的5-羟基戊酸烷基酯发生环化反应生成δ-戊内酯

其中R为烷基基团。