[发明专利]3，4-二氢-4，4-二甲基吡喃酮的合成方法

说明书

本发明是属于有机化学中的杂环化合物的合成方法。

自从高效、低毒、耐光照，能在自然界中降解的新型拟除虫菊酯杀虫剂问世以来，关于其合成路线的文章和专利曾有许多报道。在合成拟除虫菊酯领域中，人们十分重视对顺式二卤乙烯基环丙烷羧酸合成的研究，是因为它所衍生的相应的酯类具有更强有力的杀虫活性。取代3，4-二氢吡喃酮是合成顺式二卤乙烯基环丙烷羧酸的关键性中间体。美国专利US4，235，780和US4，237，058报道了从戊烯酸乙酯出发，经过苯硫酚的游离基加成，特殊的氯化试剂氯化，无机盐催化水解，及脱水剂脱水等反应制得取代二氢吡喃酮。总得率是27.6%。上法不仅得率低，且由于采用苯硫酚的游离基加成反应与价格昂贵的特殊的氯化试剂，因此较难实现工业化生产。

为了克服上述方法的缺点，本发明目的是寻找一个原料来源充足，操作简便生产流程经济合理，得率高的能实现工业化生产的取代二氢吡喃酮的合成方法。

本发明是分子式为的3，4二氢-4，4二取代吡喃酮（化合物Ⅰ）的合成方法，式中R₁，R₂为甲基。本法是以5-卤代-3，3-二取代戊酸酯或3，3-二取代-δ-戊内酯为起始原料，经过下列三步反应合成。（1）通过芳香族硫酚取代反应及其产物的皂化得5-芳基硫代-3，3-二取代戊酸;（2）接着用氯化硫酰进行卤化，再水解得5-羰基-3，3-二取代戊酸;（3）将第二步反应产物进行减压蒸馏脱水，即得3，4-二氢-4，4-二取代吡喃酮。三步反应总得率可达30-54%。

本发明第一步反应采用5-卤代-3，3-二取代戊酸酯（化合物Ⅱ）为起始原料。化合物Ⅱ可以从价廉易得的石油化工原料异戊二烯和偏氯乙烯为原料经过经济简便步骤制得。[参考文献，丁渝等，化学学报，38（1）89（1980）]。化合物Ⅱ分子式为X-CH₂-CH₂-CR₃R₄-CH₂-COOR₂，其中X为卤素，如氯、溴、碘，最佳为氧，R₃，R₄为甲基，R₅为低碳数脂肪族烃基，如甲基、乙基、丙基、丁基，通过芳香族硫酚R₆SH与碱m在溶剂中进行取代反应生成份子式为R₆S-CH₂-CH₂-CR₃R₄-CH₂-COOR₅的5-芳基硫代-3，3-二取代戊酸酯（化合物Ⅲ）。式中R₆SH的R₆为芳香族烃基，如苯基、萘基，最佳为苯基，碱m为碱金属氢氧化物或氢化物，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、氢化钾，也可为芳香族硫酚的碱金属盐，如苯硫酚纳、苯硫酚钾。溶剂可以使用醇类或醚类，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二氧六环等，最佳为甲醇。化合物Ⅱ，碱m与R₆SH三者克分子比例为1∶1-4∶1-4最佳比例是1∶1-2∶1-2。反应温度为0-180℃，最佳温度为15-90℃。反应终点以薄板层板原料点消失为准。上述反应的溶剂也可采用有机相与水组成的二相溶剂系统，如苯-水，二氯甲烷-水，四氢化碳-水等，在相转移催化剂催化下，于反应温度20-50℃，生成5-芳基硫代-3，3-二取代戊酸酯。二相溶剂系统中有机相与水之比为1∶1-4。相转移催化剂是季胺盐类或大环醚类，例如硫酸四丁基铵、四丁基溴化铵、二苯并-18-冠-6等，相转移催化剂用量是化合物Ⅱ克分子数的10-25%。

上述得到的化合物Ⅲ用碱n皂化得分子式为R₆S-CH₂-CH₂-CR₃R₄-CH₂COOH-5芳基硫代-3，3-二取代戊酸（化合物Ⅳ）。碱n为氢氧化钠或氢氧化钾，化合物Ⅲ与碱n的克分子比例为1∶1-1.5。皂化反应温度为70-100℃。