2-乙酰基呋喃的合成研究

凌廣軒 梁建國 相聰 吳浪 王佳柳（河北亞諾化工股份有限公司，河北 石家莊 052165）

1 緒論

2—乙酰基呋喃，又名2一呋喃基甲基酮，是一種無色或者淡黃色的晶體。2一乙酰基呋喃是一種重要的醫藥中間體和食用香料。因其廣泛的生物化學作用，已經引起人們的很大興趣。

1.1 合成路線

1.1.1 呋喃和乙酸酐為原料的合成路線

呋喃具有大∏鍵分子結構(與吡咯、噻吩類似)，具有芳香族的特性，較苯活潑，容易發生生傅一克酰基化反應，一般采用比較緩和的路易斯酸作為催化劑。

1.1.1.1 以三氟化硼為催化劑的合成方法[1-2]

三氟化硼與乙醚或甲醇形成的絡合物作為催化劑，收率為48-92%。

1.1.1.2 以對甲基苯磺酸一水合物為催化劑的合成方法[4-5]

最佳投料比為呋喃：乙酸酐：對甲基苯磺酸一水合物=1：1.3：0.1(mol比)，產率85%。

1.1.1.3 以無水氯化鋅為催化劑的合成方法[6-7]

催化劑用量很關鍵，當無水氯化鋅與乙酸酐的摩爾比0.01-0.03時，產率最高64%。

1.1.2 經由乙酰氯和對甲基苯磺酸生成混酐酰基化制取2-乙酰基呋喃[9]

乙酰氯是很強的酰化劑，和呋喃直接作用有大量副反應發生，而使用混酐時產率可以達97.5%。但是乙酰氯毒性大，腐蝕性強，易揮發。并且有有害氣體HC1產生。

1.1.3 以2-呋喃甲酰氯和四甲基錫為原料的合成路線[10]

該路線原料不易得，成本高。雖然產率可以達到91%，不具備工業生產價值。

2 2-乙酰基呋喃的合成

經過對比，最終選用適合工業化的對甲基苯磺酸一水合物為催化劑的路線研究。

2.1 儀器

乙酰呋喃的含量用戴安U-3000 液相色譜、島津GC-2014C 氣相色譜和平面液相色譜測定。

2.2 原理

本反應的機理是：由乙酸酐和對甲基苯磺酸生成的混酐，它作為親電試劑進攻呋喃環生成產品。

2.3 實驗操作

在裝有攪拌器、回流冷凝器、溫度計和滴液漏斗的500ml四口圓底燒瓶內加入100g 呋喃(l，463mol)和120g 乙酸酐（1.159mol），冰水浴使溫度降至0-5℃后，0.5hr 內滴加75g 乙酸酐(0.754mol)和28g對甲基苯磺酸一水合物(0.I46moI)組成的溶液，撤去冰水浴，由于反應放熱，溫度可達90℃，并于90℃下反應半小時后，再自然反應2.5hr，然后向其中加入108g 無水乙醇(2.344mol)，于30℃下反應1 小時，反應結束后，用25%的碳酸鈉溶液中和至中性，并用100ml 乙酸乙酯萃取，有機相依次用100ml水和100m12%的食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，常壓蒸餾除去乙酸乙酯，粗品進一步減壓蒸餾收集bp.72-75℃/19mmHg餾分即為產品。

2.3.1 實驗數據見表1

2.3.2 試驗分析討論：

2.3.2.1 催化劑的影響

①從1可以看出，催化劑的量很小時，副反應最少，但相應的產晶的收率較低。例9、例10和其它例子相比較可以看出，催化劑的量過大，會明顯增加副反應的發生，降低了產晶的收率。最佳投料比為呋喃：乙酸酐：催化劑(摩爾比)1：1.3：0.05。

②例3 中加入的無水催化劑對甲基苯磺酸，未發現明顯影響。

2.3.2.2 反應時間的影響

反應時間會對副反應產生微弱的影響，反應時間的增長，使副反應有所增加，產率降低。

2.3.2.3 反應溫度的影晌

反應本身的放熱可使反應液的溫度最高達110℃，產品收率較高，但強行加熱到此溫度，則生成樹脂狀聚合物，如需加熱時，控制在90℃左右比較合適。需要進一步探索高溫下滴加乙酸酐和催化劑的混合物來控制溫度。

2.3.2.4 操作方式的影響

操作方式有一定的影響，冷水浴在催化劑滴加完之后撤走比滴加前撤走的效果要好一些。

總之，影響本試驗收率的主要原因是副反應，所以優化原料配比和加料方式是本試驗的關鍵。

3 結語

使用對甲基苯磺酸-一水合物為催化劑，乙酸酐為酰化劑進行研究，研究了原料配比、操作方式、反應時間、反應溫度對產率的影響，得出了較佳條件：投料比為呋喃：乙酸酐：催化劑(摩爾比)1：1.3：0.05，反應溫度110℃，反應時間7hr，最佳條件下產率可以達到72%。

[1]J.A.C.S.，71，(1949)，1207-09.

[2]US2，515，123（1950年）.

[3]US2，460，822（1949年）.

[4]JP特開昭61-053275（1986年）.

[5]Heterocycles(1976)，4(5)，1021-4.

[6]化學試劑，(2001)，23(6)，370-371.

[7]J.A.C.S.，(1947)，69，1012-13.

[8]EP1138681（2001）.

[9]J.Org.Chem.，36，(4)，1971.