一种4-甲基-(2,4,4-三甲基戊基）-2H-吡喃-2-酮的合成方法与流程

一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法
技术领域
1.本发明涉及羟吡酮内酯的合成技术领域，具体涉及一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑ꢀ
吡喃
‑2‑
酮的合成方法。


背景技术：

2.吡喃酮属于制备羟吡酮的重要中间体，羟吡酮具有卓越的止痒效果，对消除皮肤瘙痒有独到功效，能有效杀灭生于皮肤的菌类，并且有特殊的去体臭功效，复配性好，安全、无毒、无刺激，是一个理想的高效杀菌剂，广泛用于洗发、护发、浴液、化妆品、护肤品、洗涤用品中。因此吡喃酮的合成方法也尤为重要。
3.现有的吡喃酮的合成方法首先是利用3,3
‑
二甲基丙烯酸甲酯、异壬酰氯为原料进行酰化反应得到中间体m1：3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯，然后3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯进行关环反应得到4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮，过程如下：
[0004][0005]
现行的上述步骤中的关环过程的条件有以下几种：(1)以硫酸、醋酸溶液进行关环反应，但该方法碳化严重，反应收率低；(2)在不使用催化剂的情况下直接在200℃高温关环，此方法对反应条件要求较高，工艺化风险高，同时该方法采用精馏设备对工业化的设备要求也较高；(3)关环过程采用两步法，首先将酮酸甲酯水解得到酮酸，然后酮酸在醋酸溶剂中、浓硫酸催化下进行内酯化得到环化产物吡喃酮，但此方法需要使用硫酸、醋酸溶液，碳化严重，且需要两步才能得到吡喃酮，路线长，工业路线复杂，工业废水产生多，基于此，提出本专利申请。


技术实现要素：

[0006]
本发明所要解决的技术问题是现行的合成吡喃酮的工艺条件要求高、路线长、反应过程不温和、酸性废水较多，目的在于提供4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法，解决以上问题。
[0007]
本发明通过下述技术方案实现：
[0008]
一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法，其特征在于包括如下步骤：
[0009]
s1：以3,3
‑
二甲基丙烯酸甲酯、异壬酰氯为原料、二氯甲烷为溶剂，在路易斯酸作
(1h)
‑
酮；由于1
‑
羟基
‑4‑
甲基
‑6‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)吡啶
‑
2(1h)
‑
酮容易脱酯键，且脱脂反应温度较低即可实现，而氧化钙显碱性，反应中中和掉上步傅克酰化残留的强酸弱碱盐，可以使目标产物的颜色变成无色或浅黄色，解决现有合成方法中得到的目标产物为黑色而需要脱色纯化的过程，进一步简化合成工艺。
附图说明
[0025]
图1为本发明实施例提供的一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法的流程图。
具体实施方式
[0026]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0027]
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、特性被包含在本本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、特性组合在一个或多个实施例或示例中。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0028]
实施例1：一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法
[0029]
取500ml三口瓶，安装温度计、冷凝管，然后依次加入二氯甲烷125ml、异壬酰氯46.15g (0.26mol，1.2eq)，降温至
‑
9℃、该温度下一次性加入三氯化铝73.00g(0.55mol，2.5eq)，此时三口瓶内有明显升温，反应体系为淡黄色悬浊液，室温搅拌30min后，快速滴加入3,3
‑ꢀ
二甲基丙烯酸甲酯25.0g(0.22mol，1.0eq)，加毕，体系外温40℃下回流反应，内温37℃， hplc检测酰化反应中间体m1完全生成后，将反应体系倒入冰水200ml中，搅拌分层，有机相经1n的盐酸水洗，纯化水洗涤一次，无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，得52.60g墨绿色油状物中间体m1，收率94.44％，纯度97.2％。
[0030]
将2g(7.86mmol，1eq)中间体m1 3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯加入反应瓶，加入 1,4
‑
二氧六环10ml，室温下开启搅拌至溶解，加入氧化钙0.44g(7.86mmol，1eq)，(加入氧化钙后反应颜色由棕褐色变成淡黄色)，于105℃油浴外温下液相监控反应4小时，待中间体 m1反应完后降到室温过滤，减压蒸干，加入10ml乙酸乙酯溶解，10ml纯化水进行水洗，分离有机相，将有机相蒸干得到1.48g(6.62mmol)无色或者淡黄色的目标产物，即4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑ꢀ
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮，收率84.57％，产品液相纯度92.66％。
[0031]
实例2：一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法
[0032]
取500ml三口瓶，安装温度计、冷凝管，然后依次加入二氯甲烷125ml、异壬酰氯46.15g (0.26mol，1.2eq)，降温至
‑
9℃、该温度下一次性加入三氯化铝73.00g(0.55mol，2.5eq)，此时三口瓶内有明显升温，反应体系为淡黄色悬浊液，室温搅拌30min后，快速滴加入3,3
‑ꢀ
二甲基丙烯酸甲酯25.0g(0.22mol，1.0eq)，加毕，体系外温40℃下回流反应，内温37℃， hplc检测中间体m1完全生成后，将反应体系倒入冰水200ml中，搅拌分层，有机相经
1n 的盐酸水洗，纯化水洗涤一次，无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，得52.60g墨绿色油状物的中间体m1，收率94.44％，纯度97.2％。
[0033]
将2g(7.86mmol，1eq)中间体m1 3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯加入反应瓶，加入乙腈10ml，室温下开启搅拌，加入氧化钙0.44g(7.86mmol，1eq)，(加入氧化钙后反应颜色由棕褐色变成淡黄色)，于85℃油浴外温下液相监控回流反应，待中间体m1反应完后降到室温过滤，减压蒸干，加入10ml乙酸乙酯溶解，10ml纯化水进行水洗，分离有机相，将有机相蒸干得到1.35g的无色或者淡黄色的目标产物，收率77.14％，产品液相纯度91.66％。
[0034]
实例3：一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法
[0035]
取500ml三口瓶，安装温度计、冷凝管，依次加入二氯甲烷125ml、异壬酰氯46.15g (0.26mol，1.2eq)，降温至
‑
9℃、该温度下一次性加入三氯化铝(73.00g，0.55mol，2.5eq)，三口瓶中有明显升温，体系为淡黄色悬浊液，室温搅拌30min后，快速滴加入3,3
‑
二甲基丙烯酸甲酯25.0g(0.22mol，1.0eq)，加毕，体系外温40℃下回流反应，内温37℃，hplc检测中间体m1完全生成后，将反应体系倒入冰水200ml中，搅拌分层，有机相经1n盐酸水洗，纯化水洗涤一次，无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，得52.60g墨绿色油状物的中间体m1，收率94.44％，纯度97.2％。
[0036]
将2g(7.86mmol，1eq)3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯加入反应瓶，加入甲苯10ml，室温下开启搅拌至溶解，加入氧化钙0.44g(7.86mmol，1eq)，(加入氧化钙后反应颜色由棕褐色变成淡黄色)，于65℃油浴外温下液相监控反应8小时，待中间体m1反应完后降到室温过滤，减压蒸干，加入10ml乙酸乙酯溶解，10ml纯化水进行水洗，分离有机相，将有机相蒸干得到1.42g无色或者淡黄色的目标产物，收率81.14％，产品液相纯度87.40％。
[0037]
实例4：一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法
[0038]
取500ml三口瓶，安装温度计、冷凝管，依次加入二氯甲烷125ml、异壬酰氯46.15g (0.26mol，1.2eq)，降温至
‑
9℃、该温度下一次性加入三氯化铝73.00g(0.55mol，2.5eq)，此时三口瓶内有明显升温，反应体系为淡黄色悬浊液，室温搅拌30min后，快速滴加入3,3
‑ꢀ
二甲基丙烯酸甲酯25.0g(0.22mol，1.0eq)，加毕，体系外温40℃下回流反应，内温37℃， hplc检测中间体m1完全生成后，将反应体系倒入冰水200ml中，搅拌分层，有机相经1n 盐酸水洗，纯化水洗涤一次，无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，得52.60g墨绿色油状物的中间体m1，收率94.44％，纯度97.2％。
[0039]
将2g(7.86mmol，1eq)3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯加入反应瓶，加入乙二醇二甲醚10ml，室温下开启搅拌，加入氧化钙0.44g(7.86mmol，1eq)，(加入氧化钙后反应颜色由棕褐色变成淡黄色)，于45℃油浴外温下液相监控反应8小时，待中间体m1反应完后降到室温过滤，减压蒸干，加入10ml乙酸乙酯溶解，10ml纯化水进行水洗，分离有机相，将有机相蒸干得到1.45g无色或者淡黄色的目标产物，收率82.86％，产品液相纯度82.18％。
[0040]
实例5：一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法
[0041]
500ml三口瓶，温度计，冷凝管，依次加入二氯甲烷(125ml)、异壬酰氯(46.15g，0.26mol， 1.2eq)，降温至
‑
9℃、该温度下一次性加入三氯化铝(73.00g，0.55mol，2.5eq)，有明显升温，体系为淡黄色悬浊液，室温搅拌30min后，快速滴加入3,3
‑
二甲基丙烯酸甲酯(25.0g，0.22mol， 1.0eq)，加毕，体系外温40℃下回流反应，内温37℃，hplc检测中间体a反应完，反应体系倒入冰水(200ml)中，搅拌分层，有机相经1n盐酸水洗，纯化水洗涤一次，无
水硫酸钠干燥，浓缩有机相，得52.60g墨绿色油状物的中间体m1，收率94.44％，纯度97.2％。
[0042]
将2g(7.86mmol，1eq)3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯加入反应瓶，加入四氢呋喃10ml，室温下开启搅拌，加入氧化钙0.44g(7.86mmol，1eq)，(加入氧化钙后反应颜色由棕褐色变成淡黄色)，于45℃油浴外温下液相监控反应8小时，待中间体m1反应完后降到室温过滤，减压蒸干，加入10ml乙酸乙酯溶解，10ml纯化水进行水洗，分离有机相，将有机相蒸干得到1.45g无色或者淡黄色的目标产物，收率82.86％，产品液相纯度93.65％
[0043]
实例6：一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法
[0044]
取500ml三口瓶，安装温度计、冷凝管，然后依次加入二氯甲烷125ml、异壬酰氯46.15g (0.26mol，1.2eq)，降温至
‑
9℃、该温度下一次性加入三氯化铝73.00g(0.55mol，2.5eq)，此时三口瓶内有明显升温，反应体系为淡黄色悬浊液，室温搅拌30min后，快速滴加入3,3
‑ꢀ
二甲基丙烯酸甲酯25.0g(0.22mol，1.0eq)，加毕，体系外温40℃下回流反应，内温37℃， hplc检测酰化反应中间体m1完全生成后，将反应体系倒入冰水200ml中，搅拌分层，有机相经1n的盐酸水洗，纯化水洗涤一次，无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，得52.60g墨绿色油状物中间体m1，收率94.44％，纯度97.2％。
[0045]
将2g(7.86mmol，1eq)3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯加入反应瓶，加入甲醇10ml，室温下开启搅拌，加入氧化钙0.44g(7.86mmol，1eq)，(加入氧化钙后反应颜色由棕褐色变成淡黄色)于室温下液相监控反应4小时，待中间体m1反应完后降到室温过滤，减压蒸干，加入10ml乙酸乙酯溶解，10ml纯化水进行水洗，分离有机相，将有机相蒸干得到1.47g无色或者淡黄色的目标产物，收率84.00％，产品液相纯度93.96％。
[0046]
实例7：一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法
[0047]
取500ml三口瓶，安装温度计、冷凝管，然后依次加入二氯甲烷125ml、异壬酰氯46.15g (0.26mol，1.2eq)，降温至
‑
9℃、该温度下一次性加入三氯化铝73.00g(0.55mol，2.5eq)，此时三口瓶内有明显升温，反应体系为淡黄色悬浊液，室温搅拌30min后，快速滴加入3,3
‑ꢀ
二甲基丙烯酸甲酯25.0g(0.22mol，1.0eq)，加毕，体系外温40℃下回流反应，内温37℃， hplc检测酰化反应中间体m1完全生成后，将反应体系倒入冰水200ml中，搅拌分层，有机相经1n的盐酸水洗，纯化水洗涤一次，无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，得52.60g墨绿色油状物中间体m1，收率94.44％，纯度97.2％。
[0048]
将2g(7.86mmol，1eq)3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯加入反应瓶，加入乙醇10ml，室温下开启搅拌，加入氧化钙0.44g(7.86mmol，1eq)，(加入氧化钙后反应颜色由棕褐色变成淡黄色)在外温45℃下液相监控反应9小时，中间体m1反应完后降到室温过滤，减压蒸干，加入10ml乙酸乙酯溶解，10ml纯化水进行水洗，分离有机相，将有机相蒸干得到1.48g 无色或者淡黄色的目标产物，收率84.57％，产品液相纯度95.26％。
[0049]
实例8：一种4
‑
甲基
‑
(2,4,4
‑
三甲基戊基)
‑
2h
‑
吡喃
‑2‑
酮的合成方法
[0050]
取500ml三口瓶，安装温度计、冷凝管，然后依次加入二氯甲烷125ml、异壬酰氯46.15g (0.26mol，1.2eq)，降温至
‑
9℃、该温度下一次性加入三氯化铝73.00g(0.55mol，2.5eq)，此时三口瓶内有明显升温，反应体系为淡黄色悬浊液，室温搅拌30min后，快速滴加入3,3
‑ꢀ
二甲基丙烯酸甲酯25.0g(0.22mol，1.0eq)，加毕，体系外温40℃下回流反应，内温37℃， hplc检测中间体m1完全生成后，将反应体系倒入冰水200ml中，搅拌分层，有机相经
1n 的盐酸水洗，纯化水洗涤一次，无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，得52.60g墨绿色油状物的中间体m1，收率94.44％，纯度97.2％。
[0051]
将2g(7.86mmol，1eq)3,7,9,9
‑
四甲基
‑2‑
癸烯
‑5‑
酮酸甲酯加入反应瓶，加入正丁醇10ml，室温下开启搅拌，加入氧化钙0.55g(11.8mmol，1.5eq)，(加入氧化钙后反应颜色由棕褐色变成淡黄色)，于外温45℃下液相监控反应7小时后，中间体m1反应完后降到室温过滤，减压蒸干，加入10ml乙酸乙酯溶解，10ml水洗，有机相蒸干得到1.40g无色或者淡黄色的目标产物，收率80.00％，产品液相纯度91.37％。
[0052]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。