专利名称：动、植物生长促进剂克拉酮合成方法
技术领域：
本发明属于动、植物生长促进剂“克拉酮”的一种改进合成方法。克拉酮又名丁烯内酯，2-〔5H〕-呋喃酮，英文名为Cratone，Butenolide，2-〔5H〕-Furanone，具有多种生物功能。其化学结构为
克拉酮(IV)本品系80年代初，首先由苏联将其作为养鱼和农作物生长促进剂，并取得初步成功。经实验证明，“克拉酮”对鱼类有明显增加食慾、促进生长作用；对植物有促进发芽、根部发育增大作用。例如用该品0.1％溶液处理过的虹鳟鱼卵可减少21％的损失率。在8～10℃水中喂食鱼苗，可使其生长增加25％；用该品0.05％溶液处理过的棉种，可刺激发芽、开花、棉桃张开、增加纤维产量10～20公斤/亩。同时，该产品还是有机合成中的手性试剂和生化试剂。然而，“克拉酮”的结构虽然简单，但是其合成方法并不容易，且产率低，质量差，进口价格昂贵(美国售价13.1美元/克)〔1〕，极不利于大量生产和推广。现有类似合成方法，以糠醛氧化，一步反应制备克拉酮的合成路线，曾由苏联的Ъадовская报道〔2〕但由于反应条件不佳，仅得到混合物，并且产率很低(37％)。1985年，芬兰的Nasman〔3〕改进了糠醛氧化、一步制得“克拉酮”的反应条件，并经三乙胺异构化等一系列复杂操作处理，得到单一产品(IV)，尽管产率达到了50～55％，但是产品质量不好(黄色)，仍需经二次蒸馏，其反应式为
2-呋喃醇甲酸酯(II)2-〔3H〕-呋喃(III) 克拉酮(IV)本发明的目的在于提出一种能提高产品纯度和产率，并能适于大批量生产，简便可行的合成方法。
在本发明提出的合成方法过程中，我们研究了文献〔2，3〕的反应条件及其反应现象，实验结果表明，黄色产物是产品不纯，由杂质引起。因此，我们对此方法又进行了改进。我们的方法虽然仍以糠醛为原料，但是用廉价的碳酸钠或碳酸钙(甲酸钠、甲酸钙、碳酸氢钠等)为催化剂，以甲酸、双氧水混合溶液为溶剂和氧化剂，反应中省去大量二氯甲烷、碳酸钾和无水硫酸钠，使反应在均相(文献为三相)中进行。采用本发明方法时，反应温度控制在50～70℃，加完原料两小时后即可使反应完成；后处理时仅用碳酸钠(碳酸氢钠)或碳酸钙中和法除去过量甲酸，省去了文献中甲苯、旋转蒸发带出过量甲酸和三乙胺异构化的繁琐操作过程。既降低了成本、简化了操作又使反应更加完全，产率提高到70％。根据我们观察到的实验现象，提出如下反应式
2-呋喃醇碳酸酯(V) 克拉酮(IV)采用本发明提出的合成方法，所得产品为无色透明液体，经质谱、核磁、折光等测试分析、均取得与结构一致的结果，对于不纯的变色产品，采用本发明提出的合成方法亦可使其变成纯净的无色产品。
实施例一称取96克(1摩尔)糠醛，50毫升甲酸，置1000毫升三口瓶中(带有回馏冷凝管，温度计和滴加漏斗)，在充分搅拌下，先将15克无水碳酸钠分次加入到反应瓶中，然后分次滴加30％的双氧水共230毫升(注意放热反应！控制内温在50～60℃)。加毕，继续搅拌2小时，冷却后，用二氯甲烷连续充分提取，合并二氯甲烷提取液，并与少量水和碳酸钙(碳酸氢钠)或碳酸钠一起振摇至两层溶液8＞pH＞7，彻底除去过量甲酸。二氯甲烷提取液经无水碳酸钠干燥10分钟后，立即滤除干燥剂(回收的碳酸钠可用下批中和反应)，回收二氯甲烷(下次套用)。减压分馏，收集沸点98～101℃/20mmHg的馏分。可得产率60～70％的合格产品。核磁检测未见杂质谱线，折光检测合格，nD20＝1.4692。
实施例二称取96克(1摩尔)糠醛，50毫升甲酸。置1000毫升三口瓶中(带有回馏冷凝管，温度计和滴加漏斗)，在充分搅拌下，先将15克无水碳酸钠分次加入到反应瓶中，然后分次滴加30％的双氧水共230毫升(注意放热反应！控制内温在20～40℃)。加毕，室温下继续搅拌72小时，用二氯甲烷连续充分提取，合并二氯甲烷提取液，并与少量水和碳酸钙(或碳酸氢钠)一起振摇至两层溶液8＞pH≥7，彻底除去过量甲酸。再经无水碳酸钠干燥10分钟后。立即滤除干燥剂(回收的碳酸钠可用下批中和反应)，回收二氯甲烷(下次套用)。减压分馏，收集沸点98～101℃/20mmHg的馏分。可得产率60～70％的合格产品。核磁检测未见杂质谱线。折光检测合nD20＝1.4692。
参考文献〔1〕Aldrich.Catalog Handbook of Fine Chemicals.1988～1989.786〔2〕Л.А.Бадовская.Хим.Γетероuикл.Соедин.1978.10.1314；C.A.1979.90.54751〔3〕Jan-Anders H.Nasman.K.Goran Pensar，Synthsis1985.78权利要求
1.一种动、植物生长促进剂“克拉酮”的改进合成方法，其特征在于以糠醛(I)合成中间体2-呋喃醇甲酸酯(II)、中间体2-呋喃醇碳酸酯(V)，最终制成克拉酮(化学名称为2-(5H)-呋喃酮)。
2.根据权利要求1所述的克拉酮的合成方法，其特征是以糠醛为原料，经糠醛氧化反应生成2-呋喃醇甲酸酯(II)。
3.根据权利要求1所述的克拉酮合成方法，其特征是2-呋喃醇甲酸酯(II)，不经分离，直接进行二次氧化反应获得生成物2-呋喃醇碳酸酯(V)。
4.根据权利要求1所述的克拉酮的合成方法，其特征是2-呋喃醇碳酸酯(V)直接水解后，在催化剂作用下直接进行异构化得终产物克拉酮。
5.根据权利要求4所述的克拉酮合成方法，其特征是对终产物分离提取时采用碳酸钠(碳酸钙、碳酸氢钠等)中和法除去过量甲酸，提高克拉酮的产率。
6.根据权利要求1、2、3、4所述的克拉酮的合成方法，其特征是以碳酸钠或碳酸钙(甲酸钠、甲酸钙、碳酸氢钠等)为催化剂。甲酸和双氧水为溶剂和氧化剂。
7.根据权利要求1、2、3、4、5所述本合成方法，其特征是反应所需温度为20-60℃，反应时间为2-72小时。
全文摘要
本发明属于动、植物生长促进剂“克拉酮”的一种合成方法，本发明对糠醛氧化、一步制得“克拉酮”的方法进行改进、以碳酸钠或碳酸钙(甲酸钠、甲酸钙、碳酸氢钠等)为催化剂。直接采用甲酸、双氧水混合溶液为溶剂和氧化剂/反应中不用二氯甲烷。使反应在均相中进行，后处理时仅用碳酸钠(碳酸氢钠)或碳酸钙中和法除去过量甲酸。一次蒸馏即可得到高纯度的“克拉酮”。本发明方法简便、产率高达70％。对于一般有机合成工作者，利用普通有机合成设备即可完成本发明的技术操作过程。
文档编号A01N43/08GK1036203SQ8910107
公开日1989年10月11日 申请日期1989年3月11日 优先权日1989年3月11日
发明者焦克芳, 陈邦华, 谢云德, 李新胜 申请人:军事医学科学院毒物药物研究所