1，7—庚二醇的合成研究

摘要：以1，5—戊二醇、氫溴酸、吡啶等為原料，通過5步反應合成了1，7—庚二醇。多次試驗結果表明，總收率達73.5%。

關鍵詞：1，7—庚二醇；合成；收率

中圖分類號：TQ463 文獻標識碼：A 文章編號：0439—8114（2012）19—4276—02

1，7—庚二醇是一種用途較廣的有機原料，可用于生產化妝品、增塑劑及各種添加劑，同時還是重要的有機合成及醫藥中間體。它可以用于合成不凝血生物材料[1]、液晶材料[2]、生物可降解的功能高分子材料[3，4]、蜂王酸[5]和MRI造影劑[6]等。傳統的庚二醇生產工藝是以庚二酸二乙酯為原料，以銅—鉻氧化物為催化劑，在高溫高壓下加氫還原而得[7]。這種方法需要高溫高壓、加氫催化，在工業上是比較困難的，條件太苛刻，而且產率也不太高；以氫化鋰鋁作為還原劑的方法成本高，對試劑的無水處理要求非常嚴格，使其實際應用受到限制，不利于工業化生產。本試驗以低成本的1，5—戊二醇為原料，通過與環氧乙烷的增鏈過程而得到1，7—庚二醇。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1，5—戊二醇（上海試劑公司）、氫溴酸（濱州化工廠）、吡啶（上海試劑公司）、氯化亞砜（濱州化工廠）、環氧乙烷（上海試劑公司）均為AR級。

循環水式多用真空泵（鞏義市英峪予華儀器廠）、電熱恒溫鼓風干燥箱（上海一恒科技有限公司）、1102GC氣相色譜儀（上海分析儀器廠）、PE2400型元素分析儀。

1.2 反應原理

HO（CH2）5OH Br（CH2）5OH Br（CH2）5Cl

CH2O（CH2）2Cl CH2O（CH2）5MgCl

HO（CH2）7OH[8]

1.3 合成方法

1.3.1 溴化反應 將1，5—戊二醇60 g、40%的氫溴酸113.1 g、苯1 200 mL加入燒瓶中加熱、攪拌，反應24 h實驗結束，燒瓶的底部有淡黃色的液體生成。然后通過減壓蒸餾將1—溴戊醇分離出來，用碳酸氫鈉溶液洗滌，水洗，再用無水碳酸鈉干燥，經氣相色譜分析其純度。

1.3.2 制備1—溴—5—氯戊烷 將0.60 mol的1—溴戊醇、0.03 mol的吡啶、0.4 mol的氯化亞砜加入燒瓶中，用恒溫水浴鍋加熱并把溫度控制在40～50 ℃，燒瓶中微有氣泡冒出，反應4 h左右結束。產品經飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，水洗，再用無水碳酸鈉干燥，經氣相色譜分析其純度。

1.3.3 合成5—氯戊甲醚 將甲醇鈉、1—溴—5—氯戊烷和催化劑二甲基亞砜按一定比例投入，在一定溫度下充分攪拌一段時間后，得粗5—氯戊甲醚等混合物，精餾后得純度較高的5—氯戊甲醚。

1.3.4 格利雅試劑的制備 將四氫呋喃和鎂絲放入帶有回流冷凝器的三口燒瓶中加熱，使之回流。回流過程中將5—氯戊甲醚慢慢地倒入燒瓶中，鎂絲漸漸溶解。反應完畢密封保存，以備下一步反應使用。

1.3.5 環氧乙烷加成及水解 在玻璃燒瓶中加入無水四氫呋喃，用冰水冷卻，連續通入氮氣將瓶中空氣置出。將環氧乙烷于液面下導入。在5 ℃下，將格利雅試劑用恒壓滴定器緩緩滴入，充分攪拌。反應結束后將定量的稀鹽酸溶液慢慢加入上述反應液中使之水解。

1.3.6 醚的水解 用HBr做催化劑，加熱使醚水解，重結晶，然后水洗，干燥得到最終產物1，7—庚二醇。

2 結果與分析

在由1—溴—5—氯戊烷合成5—氯戊甲醚試驗中考察了反應溫度、反應時間、物料配比（甲醇鈉摩爾數∶1—溴—5—氯戊烷摩爾數）、催化劑的用量對5—氯戊甲醚收率的影響，采用四因素三水平L9（34）正交表（表1）設計試驗，尋找最佳合成條件。

由正交試驗結果（表2）可知，影響5—氯戊甲醚合成的主要因素是物料的配比。最佳反應條件是：物料配比0.8，催化劑的用量1.5%（以1—溴—5—氯戊烷的摩爾數為基準），反應溫度80 ℃，反應時間6 h。

3 產品檢測

經測定，產物的熔點為56～57 ℃，與文獻一致[9]。

產品經1102GC氣相色譜儀分析檢測，色譜柱：SE—54內徑0.32 mm，長30 m石英毛細管柱，載氣：氮氣，檢測器：氫火焰離子檢測器；氣化溫度300 ℃；柱溫：200 ℃，經分析w（1，7—庚二醇）≥98%。

元素分析C7H16O2實測值（計算值）：w（C）=48.6%（48.8%），w（H）=9.31%（9.30%）

從以上分析結果可知產物為1，7—庚二醇。

4 結論

1）以1，5—戊二醇為原料，經過溴化、威廉遜合成、環氧乙烷的加成與水解可成功地制得1，7—庚二醇，總收率為73.5%。

2）通過正交試驗得出由1—溴—5—氯戊烷合成 5—氯戊甲醚的最優化反應條件：物料配比（甲醇鈉：5—氯戊甲醚）為0.8，催化劑的用量為1.5%，反應溫度為80 ℃，反應時間為6 h。

3）此試驗所用的方法簡單，通過進一步實驗，可望用于大批量生產，市場前景較好。

參考文獻：

[1] 王 玲，楊志謀，陳 林，等.含羥基的2—烷氧基—2—氧代—1，3，2—二氧磷雜環戊烷及其磷酚膽堿系列的合成與表征[J].高等學校化學學報，2003，24（6）：1034—1036.

[2] 萬有志，蔡洪偉，張敬暢，等.含羥基偶氮類介晶化合物的合成及相變行為研究[J].北京化工大學學報，2003，30（3）：92—95.

[3] 李鐵騎，齊 昆.微生物聚酯的合成和應用研究進展[J].現代化工，1994（9）：14—17.

[4] 唐培坤.精細有機合成化學及工藝學[M].天津：天津大學出版社，1993.11.

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[9] 劉光啟，馬連湘，劉 杰.化學化工物性數據手冊（有機卷）[M].北京：化學工業出版社，2002.555.