专利名称：：利用环化脱水作用制备3-羟基四氢呋喃的方法
技术领域：
：本发明一股涉及一种利用环化IfcK作用制备3-羟基四氢呋喃的方法，更具体地，涉及一种使1,2,4-丁三醇在以磺酸基作为交换基团的强酸树脂催化剂的存在下，进行环化脱水制备3-羟基四氢呋喃的方法。
背景技术：
：通常，3-羟基四氢呋喃可用作制备医药和农业化学品的化学中间体。由1,2,4-丁三醇制备3-羟基四氢呋喃的常规技术如下。VishnuK.Tandon在J.Org.Chem.(1983年，第48巻，第2767-2769页)中公开了一种制^(S)-3-l逮四氢呋喃和(R"-羟基四氢呋喃的方法，是以(5)-1,2,4-丁三醇和(R)-l,2，4-丁三醇为原料，在催化剂对甲苯磺酸的存在下进行环化脱7K，产品的收率仅仅是87%。美国专利4，539,415公开了一种在漂白土催化齐啲存在下舰环化脱水作用以高收率制备外消旋3-羟基四氢呋喃的方法。尽管这种方法适于制备外消旋3-羟基四氢呋P南，其在可能发生外消旋的150^20(TC的高温下4顿催化剂进行脱7K作用，但是在应用该方法制备光学纯的3-羟基四氢呋喃的过程中受到限制。因此，本发明的目的在于不仅要提供一种以高收率通过丁三醇的环化脱水制备外消旋3-羟基四氢呋喃的方法，还要提供一种Sii环化脱水作用保持丁三醇的光学纯度来制备具有高光学纯度的3-羟基四氢呋喃的方法
发明内容技术问题为了得出本发明，发明人广泛而深Ai也研究了3-羟基四氢呋喃的制备，旨在避免在相关技术中遇到的问题，结果发现了一种在以磺酸基作为交换基团的强酸离子交换树脂催化剂的存在下，以高收率制备3-羟基四氢呋喃，同时保持1，2，4-丁三醇的光学纯度的方法。因此，本发明的目的是提供一种由1,2,4-丁三醇制备3-羟基四氢呋喃的方法，与{顿常规方法相比，该方法能提高收率并^親反应物的光学紐度。技术方案为了达到战目标，本发明J^共了一种利用环化脱水作用制备3-羟基四氢呋喃的方法，包括以外消旋^学纯的1,2,4-丁三醇为反应物进行环化脱水，反应条件是在强酸离子交换树脂催化剂的存在下，使用间歇式或连续式固定床反应器，反应温度为3(M80。C，反应压力为5000psig或更低，从而以高收率获得了与反应物相当的夕卜消旋或光学纯的3-羟基四氢呋喃。有益效果根据本发明，使l,2,4-丁三醇在预定的反应剝牛下发生脱水环化作用，艮P，使用以磺酸基作为交换基团的强酸性阳离子交换树脂催化抓从而经济地制备与反应物相当的光学纯的3-羟基四氢呋喃，与使用常规制备方法相比获得了更最佳方式以下给出本发明的详细说明。本发明提供一种禾佣预定的催化剂使1,2,4-丁三醇转化为3-羟基四氢呋喃的制备方法，收率高且保持光学纯度。根据本发明，外消旋或光学纯的1,2,4-丁三醇发生脱水环化作用，以强酸离子交换树脂为催化剂，禾拥间歇式或连续式固定床反应器进行，获得与反应物相当的外消旋或光学纯的3-羟基四氢呋喃。环化脱水过程如下反应1所示反应l如反应1所示，环化胁JC过程中所用的催化剂是一种以磺酸(-S03H)作为交换基团的强酸阳离子交换树脂，优选苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物，其中含有磺酸基作为交换基团。在本发明中，当脱水环化作用在以磺酸基作为交换基团的强酸离子交换树脂催化齐啲存在下实施时，该反应可以间歇式进行或连续进行。具体地，{雄禾佣连续固定床反应器的连续反舰程以得到更好的产率。同样地，脱水环化作用在3018(TC的反应鹏下进行，f爐5(M5(TC。当反应纟，低于3(rC时，表现出低的反应活性。另一方面，当反应，超过18(TC时，难以维持反应的选择性和保证与反应物相当的光学纯度。此外，虽然对反应压力没有限制，但其在5000psig或更低的范围内，伏选1500psig或更低的范围，以适应商业生产过程的需要。当环化脱水反应利用固定床反应体系进行时，质量时空速度(WHSV)是0.130h-'，雌a220h'。当丽SV低于O.lh"时，产率下降。另一方面，当WHSV超过30h"时，反应活性降低。此外，可向固定床反应器中加入空气或惰性气体以增加反应活性。在这种情况下，所用的气体量没有限制，但是^^使用不与反应物或产物发生反应的气体。另外，在环化月tK过程中，除了反应物1，2，4-丁三醇外，还可以加入、凝U。本发明所用的溶齐殿有特别的限制，只要易于从产物中除去即可。例如，非极性有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、环己烷、己烷或氯仿，或者极性溶剂，包括醚，如二甘醇二甲醚、四氢呋喃或二噁烷，以及醇，如乙醇、丙醇或聚乙二醇。这些歸忡雌极性溶剂，包括醚，如二甘醇二甲醚、四氢呋喃或二噁烷，以及醇，如乙醇、丙醇或聚乙二醇。此外，可以4OT烃类化合物的混合物。具体实施例方式通过以下对比实施例和实施例可以更好地理解本发明，但这些对比实施例和实施例仅作为对本发明的说明，而不限制本发明。对比实施例1将304g外消旋l，2,4-丁三醇，304g聚乙二醇(平均^T量为400g/mol，下文中以'TEG-400"表示)和41.6g对-甲苯磺働n入到装有蒸馏装置的间歇式反应器中，然后搅拌。当反应压力降至10torr或更低，且反应器的温度缓優升至120°C时，反舰行12小时。在反舰程中，禾,反应器上部的蒸馏體蒸馏并分离四氢呋喃，所得的四氢呋喃收率为85mol%，纯度为98%或更高。对比实施例2~3光学纯度99.9。/。的(S)-丁三醇按照与对比实施例1类似的方法反应以制备(S)-3-四氢呋喃。反应M^对试验的影响结果如下表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在较高的反应^JS割牛下，光学纯度降低。实施例1等量使用二噁嶽口含有磺酸基的强酸离子交换树脂(大孔树脂(Amberlyst)15，rf"形式)替代对比实施例1中的PEG400和沐甲苯磺酸催化剂。然后，利用间歇式反应器进行反应，在大气压和10(TC的剝牛下反应20小时。反应收率为96mol%。实施例2~3将5g实施例1中所用的催化剂装入到由316不f辩R制成的全自动连续式固定床反应器中，反应器的内敏驢调整到IOCTC后，以2.0h"的WHSV将含有10wt。/。的(S)-l,2,4-丁三斷光学纯度为99.9%)的二噁烷溶液加入到反应器内进行反应。制叙S)-3-四氢呋喃的结果如下表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例4将5g实施例1中所用的催化齐imA到由316不辦,」成的全自动连续式固定床反应器中，反应器的内部温度调整到IO(TC后，以2.0h—1的WHSV将含有10wt。/。的(R)-l，2,4-丁三斷光学纯度为99.0%)的二噁烷溶液加入到反应器内进行反应。制备(R)-3-四氢呋喃的结果如下表3所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例5~6将5g实施例1中所用的催化剂装入到由316不f辩ra制成的全自动连续式固定床反应器中，反应器的内咅臨度调整到9(TC后，以2.0h'1的WHSV将含有10wt。/。的(S)-l,2,4-丁三斷光学纯度为99.9%)的二噁烷溶液加入到反应器内进行反应。在这些反应割牛下，观察fflAN2与否对反应活性的影响。制執S)-3-四氢呋卩南的结果如下表4戶标。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>虽然已经说明了本发明1M的实施方式，但本领域技术人员应当理解的是，在不背离所附权利要求书所公开的本发明的精神和范围的前提下，可以进行各种修饰、增加和替换。权利要求1、一种利用环化脱水作用制备3-羟基四氢呋喃的方法，该方法包括在强酸离子交换树脂催化剂存在下，在反应温度为30～180℃、反应压力为5000psig或更低的反应条件下，使用间歇式或连续式固定床反应器对作为反应物的外消旋或光学纯的1，2，4-丁三醇进行环化脱水，以高收率制得与所述反应物相当的外消旋或光学纯的3-羟基四氢呋喃。2、如权利要求1的方法，其特征在于，戶腐催化剂是以磺酸對-S03H)作为交换基团的强酸阳离子交换树脂。3、如权利要求2的方法，其特征在于，所述强酸阳离子交换树脂是以磺酸基作为交换基团的苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物。4、如权利要求l的方法，其特征在于，反应驗是5(M5(TC。5、如权利要求l的方法，其特征在于，反应压力是1500psig^低。6、如权利要求1的方法，其特征在于，在利用连续式固定床反应器进行环化脱水时，质量时空速度是0.1~3011-1。7、如权利要求6的方法，其特征在于，所述质量时空速度是0.220h—1。全文摘要公开了一种利用环化脱水作用制备3-羟基四氢呋喃的方法。更具体地，本发明涉及一种制备3-羟基四氢呋喃的方法，包括使1，2，4-丁三醇在以磺酸基作为交换基团的强酸阳离子交换树脂催化剂的存在下，于30～180℃的反应温度，5000psig或更低的反应压力的反应条件下进行环化脱水。根据本发明的方法，可以经济地制得3-羟基四氢呋喃，并且比常规制备方法具有更高的收率和产率。文档编号C07D307/20GK101356166SQ200680050523公开日2009年1月28日申请日期2006年1月10日优先权日2006年1月10日发明者李相日,郭柄声,金泰润,金镇雄,高基豪申请人:Sk株式会社