[发明专利]一种连续合成四氢呋喃-3-酮的方法

说明书

本发明涉及一种连续合成四氢呋喃‑3‑酮的方法。本发明的方法，使用特定催化剂，以1,4‑丁炔二醇为原料，在较温和的条件下，实现水合重排与脱水反应的耦合，直接制备四氢呋喃‑3‑酮。该催化剂提供两种活性位点：金属活性中心催化炔键的水合重排，酸性位点催化二醇脱水环合，两种活性位点之间协同作用实现1,4‑丁炔二醇一步制备四氢呋喃‑3‑酮。本发明的连续合成四氢呋喃‑3‑酮的方法原料易得，路线更加绿色，工艺简单，效率高，可连续操作。

技术领域

本发明涉及化学合成领域，具体而言，涉及一种连续合成四氢呋喃-3-酮的方法。

背景技术

四氢呋喃-3-酮是重要的药物中间体，其在细胞毒性药物和抗肿瘤药物的合成领域具有广泛的应用。除此之外，在香料和食品工业等方面也有广泛的用途。

目前四氢呋喃-3-酮的制备方法主要有以下几种：JP2006206463(A)报道了以5-羟基-2,4-戊二酮为反应物经过环合得到四氢呋喃-3-酮产物的方法。原料5-羟基-2,4-戊二酮以醛类为原料制得，中间经过三个反应步骤，路线较长，成本高，并且使用了剧毒品氰化钾，污染大。CN101712664A以乙酰乙酸叔丁酯和溴代丙酰氯反应，经脱羧、环合步骤得到烷基呋喃酮。但是该过程中需要用到金属钠、双氧水及乙醚，过程危险。同时步骤多、路线长、成本高、污染大。US4464409A报道了用5-羰基葡萄糖酸钾在磷酸二氢钾的缓冲溶液中回流制备四氢呋喃-3-酮的过程，但是收率低于25％，目前还无法工业生产。CN102321054A公开了一种以1,4-丁炔二醇为原料经过脱水、水合反应制备四氢呋喃-3-酮的方法。该方法需要在反应釜中以硫酸溶液和硫酸高铈为催化剂反应，为间歇操作，并且反应后硫酸水溶液具有腐蚀性，污染大。

综上所述，目前制备四氢呋喃-3-酮的方法普遍均存在反应路线长，过程污染严重，操作难度大等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述方法的缺陷，提供了一种连续合成四氢呋喃-3-酮的方法。本发明的方法，使用特定催化剂，以1,4-丁炔二醇为原料，在较温和的条件下，实现水合重排与脱水反应的耦合，直接制备四氢呋喃-3-酮。该催化剂提供两种活性位点：金属活性中心催化炔键的水合重排，酸性位点催化二醇脱水环合，两种活性位点之间协同作用实现1,4-丁炔二醇一步制备四氢呋喃-3-酮。本发明的连续合成四氢呋喃-3-酮的方法原料成本低廉、工艺简单、可连续操作、收率高、避免了无机液体酸的使用、减少了三废排放，有利于工业化生产。

因此，本发明提供了一种连续合成四氢呋喃-3-酮的方法，该方法包括使用催化剂以1,4-丁炔二醇作为反应物合成四氢呋喃-3-酮的步骤，其中，所述催化剂为M/S负载型催化剂，其中所述M为选自Au、Ru、Hg、Cu、Pd、Ag、Rh、Fe、Pt、Ce、Co等中的一种金属或多种金属的组合；所述S为选自离子交换树脂、磺酸化大孔树脂、活性炭、碳纳米管、γ-Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、WO₃、Nb₂O₅、沸石分子筛(例如天津南化催化剂有限公司生产的H-ZSM-5、H-ZSM-35、HY、Hβ)中的一种或多种载体。

本发明方法中，所述催化剂中，优选地，所述金属M优选为选自Au、Ru、Pt、Hg、Cu、Pd、Ag中的一种或多种金属；更优选的，所述金属M为选自Au、Pt、Ru、Ag、Cu中的一种或多种金属。

本发明方法中，所述催化剂中，优选地，所述催化剂载体S为选自离子交换树脂、磺酸化大孔树脂、SiO₂、Nb₂O₅、沸石分子筛中的一种或多种；更优选地，所述催化剂载体S为选自沸石分子筛、Nb₂O₅、γ-Al₂O₃、离子交换树脂中的一种或多种。