96-47-9 / 2-甲基四氫呋喃的制備方法

背景及概述^[1]

2-甲基四氫呋喃是一種重要的有機合成中間體和溶劑，屬新材料及應用領(lǐng)域中的精細化工材料。在有機合成中，主要用于磷酸氯喹、磷酸伯氨喹和硫胺素等的合成。在溶劑應用方面，2-甲基四氫呋喃主要用作樹脂、天然橡膠、乙基纖維素和氯乙酸——醋酸乙烯共聚物等的有機合成。

2-甲基四氫呋喃作為一種環(huán)醚，也是一種路易斯堿，更是一種環(huán)境友好、性能優(yōu)良的獨特的溶劑。近幾年來，由于2-甲基四氫呋喃優(yōu)良的性能和環(huán)境友好的特點，使其在溶劑替代應用領(lǐng)域得以迅速的的發(fā)展：①用于替代安全隱患大的四氫呋喃、乙醚等，用作格氏反應溶劑；②用于替代高毒性的鹵代烴類、苯類等作為有機合成的反應溶劑或萃取溶劑；③應用于有機金屬反應和兩相反應的溶劑。

制備^[1]

現(xiàn)有方法中，合成2-甲基四氫呋喃的方法很多，根據(jù)起始原料和選擇催化劑的不同，主要歸結(jié)為以下幾種：

1.糠醛為原料

以糠醛為起始原料合成2-甲基四氫呋喃的方法主要是指糠醛經(jīng)催化加氫還原得到2-甲基呋喃(以下簡稱MeF)，然后再將MeF催化氫化得到2-甲基四氫呋喃的方法。其中將MeF催化氫化得到2-甲基四氫呋喃的催化劑主要有以下幾種：

(1)工業(yè)生產(chǎn)中通常用鎳作催化劑。文獻報道以美國專利US6479677、US6852868和US7064222反應的收率為最佳，MeF加氫溫度為100～130℃時，該步得到2-甲基四氫呋喃的收率約為90％。

(2)1959年，等用RaneyPd(用NaOH處理5％的Pd-Al合金，去掉其中40％～50％的Al)還原2-甲基呋喃，溫度控制在150℃，可得100％的2-甲基四氫呋喃(DokladyAkadNaukSSSR，1959，125：3345～3347)。若在275℃反應，則得到80％的2-甲基四氫呋喃。同時他們還用5％Pt-C以及Ni-ZnO作催化劑，對該反應的反應機理進行了研究(DokladyAkadNaukSSSR，1958，122：625～628.)。

(3)糠醛進行Cannizzaro反應或加氫反還原反應，得到糠醇，再將糠醇催化加氫合成2-甲基四氫呋喃。將糠醇加氫還原得到2-甲基四氫呋喃，在220℃、18.0MPa條件下反應可以得到38.5％的2-甲基四氫呋喃；在160℃、18.0MPa可得到11.5％的產(chǎn)物；在220℃、16.0MPa，用1∶1的RaneyNi-Cu鉻鐵礦作催化劑，可得到42％的產(chǎn)物(Trudy Leningrad TekhnolInstIm Lensoveta，1958，44：3～5)。該合成工藝的優(yōu)點：利用該反應進行理論研究具一定的價值，特別是研究溫度和壓力對該反應的影響很有意義。

2.糠醛衍生物為原料

1980年，Baikova等利用5-甲基糠醛為原料制備2-甲基四氫呋喃。以Pd-K2CO3作催化劑，溫度控制在200～300℃，5-甲基糠醛主要發(fā)生脫羥反應和氫化反應轉(zhuǎn)化為2-甲基四氫呋喃。

3.二醇為原料

2-甲基四氫呋喃作為一種環(huán)醚，可以在催化劑作用下通過二醇分子內(nèi)脫水得到。比較有代表性的方法主要有：

(1)1981年GeorgeA報道了一種快速、有效的脫水反應，用Nafion-H(一種固體超強酸全氟磺酸樹脂催化劑)作催化劑，在135℃下反應5h，產(chǎn)率可高達90％，并且副產(chǎn)物易于分離，催化劑容易再生，反應不需溶劑(Synthesis，1981，6：474～476.)。

(2)Kuramoto等使2-甲基-1，4-丁二醇在脂肪族叔胺存在的情況下脫水制備2-甲基四氫呋喃。這樣2-甲基-1，4-丁二醇、Bu3N和鹽酸在130℃加熱攪拌6h得到99％的產(chǎn)物(JP：02167274)。

(3)1980年，Gojkovic等利用鄰羥基參與形成了分子內(nèi)環(huán)醚。該反應是使一些非環(huán)狀烯醇在羥汞化-脫汞化反應中，發(fā)生分子內(nèi)Markovikov反應生成環(huán)醚(GlasHemDrusBeograd，1980，45(11)：497～506.)。

4.內(nèi)酯、酸酐或二酯為原料

2-甲基四氫呋喃還可以通過內(nèi)酯、酸酐或二酯的還原反應來制備。如在SiHCl3存在下，用γ-rays或紫外光或者用60Co在3×105r/h所產(chǎn)生的γ-rays照射內(nèi)酯，制得產(chǎn)率為82.3％的2-甲基四氫呋喃。該合成方法優(yōu)點是：一步反應流程短，反應速度快。

5.采用其他的原料制備2-甲基四氫呋喃

(1)14KPa下，以MeCO(CH2)nCH2Cl為原料與Bu3SnH反應得到環(huán)醚，且產(chǎn)率與環(huán)的大小有關(guān)。當n＝2時，所得2-甲基四氫呋喃的產(chǎn)率為98％(JOrganometChem，1985，287(1)：49～56.)。

(2)Ismailova將RCH2CH2OCHR’CH2R(R＝Br，Cl；R’＝H，Me)在極性溶劑中用鋅粉、鉀汞齊或鋰汞齊的作用下發(fā)生分子內(nèi)偶聯(lián)反應得2-甲基四氫呋喃。

(3)利用水溶液Cu(II)堿金屬氯化物催化氧化1，3-戊二烯得到2-甲基四氫呋喃。

參考文獻

[1][中國發(fā)明,中國發(fā)明授權(quán)]CN200910095661.6一種2-甲基四氫呋喃的綠色合成方法