[发明专利]一种新型双呋喃类化合物的制备方法

说明书

本发明属于有机合成领域，特别涉及一种新型双呋喃类化合物的制备方法，该发明采用式1所示的呋喃环类化合物与式2所示的含羰基化合物在式3所示的邻苯二磺酰亚胺的催化下生成式4所示的双呋喃类化合物，采用该反应合成方法简单，不需要极端的反应条件，反应危害小，操作安全，后处理简单方便，底物的适应性广。

技术领域

本发明属于有机合成领域，特别涉及一种新型双呋喃类化合物的制备方法。

背景技术

在过去的一个世纪中，化石资源的广泛使用导致其供应减少和石油价格飞涨。且化石燃料燃烧产生的二氧化碳也可能会导致全球气候变化。由于这些问题，目前对可再生和可持续资源受到了极大关注。特别地，可以由大气二氧化碳光合作用的碳水合物生物质衍生的呋喃化合物作为迄今为止完全依赖于石油重整工艺的芳族化合物的有前途的替代品引起了人们的兴趣。例如，认为2，5-呋喃二羧酸(FDCA)可以代替对苯二甲酸，而对苯二甲酸是用于制备聚对苯二甲酸乙二醇酯的二酸单体。全球有大量的聚合碳水化合物，例如纤维素和半纤维素，它们可以解聚生成单糖，己糖(来自纤维素的葡萄糖)和戊糖(来自半纤维素的木糖)。在催化脱水反应之后，单糖可被转化为糠醛中间体[来自己糖的5-羟甲基-2-糠醛(HMF)，和来自戊糖的2-糠醛]。随后的氧化或还原反应可生成各种呋喃化合物。

双酚A(BPA)以及双酚A类单体，在工业上常被用来合成聚碳酸酯(PC)和环氧树脂等材料。60年代以来就被用于制造塑料瓶、幼儿用的吸口杯、食品和饮料罐内侧涂层。但双酚A制备的材料在应用期间会降解产生一些有毒物质，其中对生物体会产生广泛的不良作用。随着工业化发展，塑料制品及环氧树脂的广泛应用，对BPA需求增加，导致BPA污染物在环境中排放量增加，造成严重的环境污染。由烃基等将两个呋喃环键合在一起的结构的双呋喃化合物(可聚合单体)已作为具有与双酚型化合物类似的结构的生物基原材料引起关注。由于呋喃环具备和苯环相似的刚性，且性质类似，因此双酚A型呋喃单体替代双酚A 类化合物制备的聚酯等聚合物可以具有一定的刚性，以及更高的玻璃化温度，使得其应用范围更广，具备很大的市场前景。

关于双呋喃二酸的合成，已知方法包括Gandini等人在内，多由糠醛开始，通过催化烷基化反应，再脱保护，还原得到双酚A型呋喃单体，该路线首先较为复杂，反应催化剂多为浓硫酸等具有很大危害的强酸，产率较低且后处理繁琐。

发明内容

为了解决以上问题，本发明旨在构建一种新的合成双呋喃类化合物的方法，该方法为使用更加安全的催化剂，使反应条件更加温和或反应的后处理更加简便的合成工艺。

具体方案如下：

一种新型双呋喃类化合物的制备方法，式1所示的呋喃环类化合物与式2所示的含羰基化合物在式3 所示的邻苯二磺酰亚胺的催化下生成式4所示的双呋喃类化合物：

其中：

R₁和R₂选自氢、1～3个碳原子的烷基、取代或未取代的苯基中相同或不同的取代基，此处所述的烷基包括饱和的或者不饱和的烷基；

R₃选自1～3个碳原子的烷基、酯基、醛基或氨基取代的1～3个碳原子的烷基。此处所述的烷基包括饱和的或者不饱和的烷基，而酯基则是指的是-COOR，其中R一般为烷基等非氢基团。

优选的，R₁和R₂选自氢、甲基、乙基、或苯基中相同或不同的取代基；R₃选自甲基、甲酸甲酯基，即-COOCH₃、甲酸乙酯基，即-COOCH₂或氨基甲基₂HN-CH₂-。

优选的，分别采用下表所示的式1所示的呋喃环类化合物与式2所示的含羰基化合物在式3所示的邻苯二磺酰亚胺的催化下生成下表式4所示的双呋喃类化合物：