α-甲基-缩二乙醇酸二乙酯的合成研究

第01期a-甲基-缩二乙醇酸二乙酯的合成研究料色素α-甲基-缩二乙醇酸二乙酯的合成研究李树彬金欣(青岛科技大学化工学院,山东青岛266042)摘要:25-二甲基4羟基-3(2H)-呋喃酮是一种非常重要的原料,而a-甲基缩二乙醇酸二乙酯是合成呋哺酮的重要中间体。本论文采用苯的同系物为溶剂用金属钠和乳酸乙酯为原料制得乳酸乙酯钠盐然后与氯乙酸乙酯制得该中间体。研究了加料顺序、反应温度、反应时间、物料摩尔比溶剂效应对收率的影响找到了最佳反应条件:采用正加的加料方式;反应温度90℃;反应时间3h;n( Ethyl chloracetate)nNa)=1210所用溶剂为甲苯。在此条件下该中间体的总收率高达586%。关键词:呋喃酮;a-甲基-缩二乙醇酸二乙酯;乳酸乙酯;香料中间体中图分类号:TQ218文献标识码:A文章编号:1672-8114(2009)01-0056-03呋喃酮是一种非常重要的香料品种,主要用甲苯中和乳酸乙酯钠进行反应得目标产物,并对于食品、饮料、香烟等方面。化学方法合成呋喃酮反应条件进行优化,获得了最佳的反应条件和最有多条途径,目前国内所采用的途径是由乳酸乙高的收率,该方法原料价格低廉、易得,适合工业酯出发,在强碱条件下与a-卤代乙酸乙酯进行亲化生产。核取代反应,生成a-甲基-缩二乙醇酸二乙酯,然后该化合物与草酸二乙酯缩合闭环,再经皂化、酸1实验部分化和甲基化得目标产物。其中a-甲基-缩二乙醇11试剂与仪器酸二乙酯是合成香料呋喃酮的关键中间体。合成对乳酸乙酯,天津市科密欧化学试剂开发中该化合物具体有三种方法,其一是用金属钠和乳心,化学纯;对氯乙酸乙酯,上海锦源精细化工厂酸乙酯制得的乳酸乙酯钠盐在乙醚溶剂中与溴乙化学纯。酸乙酯反应制得,收率为60%;其二是日本专利GC122型气相色谱仪,上海精密科学仪器有公开的方法,即用NaH和乳酸乙酯反应制得的乳限公司; Varian Saturn2000cC/Ms气质联用仪;酸乙酯钠盐在四氢呋喃溶剂中与溴乙酸乙酯反应 Varian Unity plus500M超导核磁共振波谱仪;A制得,收率为82%2。但上述两种方法的不足之处 VATAR360FT-IR红外光谱仪,美国 Nicolet公是:采用的溴乙酸乙酯不仅价格高、不易得,而且司。对人特别是对人的眼睛刺激性特别大,不易于工12原理业化生产和操作。第三种方法是采用氯乙酸乙酯代替溴乙酸乙酯,在甲苯或二甲苯中与乳酸乙酯钠进行反应得目标产物,原料价格低廉易得,适合工业化生产,但收率偏低,一般在50%,因此有必要对工艺进行优化和改进。本论文采用氯乙酸乙酯代替溴乙酸乙酯,在中国煤化工作者简介:李树彬(1981-),女,青岛科技大学硕士研究生。CNMHG·通讯联系人1.31.3.1乳酸乙酯钠的合成化工中间Chemical Intermediate00年第01期取一定量的金属钠,在甲苯中升温至105℃,不大,一般将时间控制在3h较合适。待钠融化后,开动搅拌,将钠打成钠砂,然后滴加24物料摩尔比对收率的影响乳酸乙酯在甲苯/钠的体系中,维持反应在35℃,滴加完毕维持反应一小时,直到无钠为止,即得乳酸乙酯钠盐。1.3.2α-甲基-缩二乙醇酸二乙酯的合成滴加氯乙酸乙酯于上述体系中。反应几小时,48既得含α-甲基-缩二乙醇酸二乙酯的甲苯混合47液。待反应液冷却后,反复水洗,直到反应液呈中性,取上层的有机层,将有机层放入烧瓶中,先常压蒸出甲苯,再初步减压蒸馏,蒸出未反应的乳酸乙酯和氯乙酸乙酯,然后再减压蒸馏,收集100405060708090100I02℃,5mmHg下的馏分,既得a-甲基-缩二乙醇T/C酸二乙酯。图1反应温度对收率的影响2结果与讨论2.1加料顺序对收率的影响表1表明了加料顺序对产品收率的影响。正加表示将氯乙酸乙酯加到乳酸乙酯钠的甲苯溶液55中;反加是指将乳酸乙酯钠加到氯乙酸乙酯的>54苯溶液中。表1加料顺序对收率的影响cetate): n(Ne) th Y/%03.54.04.55.0加料顺序 Tc n (Ethyl lactate)n( Ethyl chlorot/h:I.0:l.0图2反应时间对收率的影响a反应溶剂为甲苯;b收率基于金属钠的计算。从表中数据可以看出,正加的反应收率明显好于反加的收率,这种情况的发生可能与在不同加料顺序下副反应的发生有关。在反加的情况下,下更易发生自身的缩合反应,从而导致主产物的5降低。因此在以下的实验中一律采用正加的加料方式进行。22反应温度对收率的影响图1表明了反应温度对目标产物收率的影1.0:1.01.1:1.01.2:1.01.3:1.014:1.0响。从图中数据可以看出,反应温度升高对主产物的生成有利,在温度达到90℃左右时收率达到最n(Eth yl chloracetate): n(Na)大,继续升温可能导致副产物的增加,收率降低。图3氯乙酸乙酯和金属钠的摩尔比对反应收率的影响最佳的反应温度为90~100℃中国煤化工乙酯和金属钠的摩23反应时间对收率的影响尔实验数据表明,反应时间对目标产物收率的乙CNMH影响。随着氯乙酸收率明显提高。这可影响并不显著,反应时间从2h-5h,产物收率变化以解释为,氯乙酸乙酯的量增加让其与乳酸乙酯第01期a-甲基-缩二乙醇酸二乙酯的合成研究的反应更彻底,乳酸乙酯的转化率提高,因此主产17462(CO),17697(CO);Ms(EI,m/z)205(M*+物收率也提高。但氯乙酸乙酯的量过高可能也会1,41),131(100),73(30),45(36);R(cm-)2986导致一些副反应的发生,因此比例控制在12左(CH3),2009(CH),1748(C=0),1141(C-0-C)。右较合适。25反应的溶剂效应3结论表2不同极性的溶剂对产品收率的影响本论文采用 Williamson反应,用金属钠和乳mmm,mNm)n0aw酸乙酯制得的乳酸乙酯钠盐在甲苯中与氯乙酸乙,1:2:L03嫗6酯反应制备了香料呋喃酮的关键中间体-a-甲1.1:12:L0基-缩二乙醇酸二乙酯。考察了溶剂、加料方式、L. l: 12 L0反应温度、反应时间和物料比例等因素对目标产溶剂在不同类型的反应中往往起到不同的物收率的影响。以甲苯为溶剂,采用正加的加料方作用,从而影响最终产品的收率。氯乙酸乙酯和乳式,反应温度90℃,反应时间3h,当氯乙酸乙酯和酸乙酯钠发生的反应为S2亲核取代反应,由于金属钠的摩尔比为1210时,目标产物收率最高S2机制在形成过渡态时,由原来电荷比较集中的为586%,高于文献报道收率(50~5%)。产物结构亲核试剂变成电荷比较分散的过渡态,所以极性采用HNMR、13CNMR、Ms、FT-R等波谱分析方大的溶剂不利于S2反应,在表2-2中,DMF属于法进行了表征。偶极非质子溶剂,具有较强的极性,因此在DMF中产物收率相对较低。而甲苯和二甲苯为典型的参考文献:非极性溶剂,对稳定S反应的过渡态有利,因此1 Solladie- cavallo A, vieles,P,Bl. Soc. Chim.F,N。9-con收率相对较高,其中甲苯的效果最好。bution a 1'etude de quelques composes se rattachant aux se2.6产品结构鉴定ries ory et thiodiacetique(*), 1967, (2),517-523H NMR(DMSO-d6)81.19(t, 3H, CH,), 1.20(t, [2] Masanao M Preparation of Dihydrofuranone bervative and Now-3H,CH3),1.32(d,3H,CH3),4.07-4.23(m,7Hel Intermediate[P].JP54115369(P7915369),1979-09-07MeCH2, COCHMe0, OCHICO);13CNMR(DMSO)【3]贾为民郑庆生,阄圣刚等一种制备a-甲基-缩二乙醇酸二61884(2C,CH3),23.0(CH1),65.19(MeCH4O),65.35乙酯的方法P]CN1246471,2000-03-08(MeCH20), 71. 47 (OCHiCO), 79. 19(OCCHMeO)收稿日期:20081015Synthetic Process of ethyl 2-(2-ethoxy-2-oxoethoxy-propionateLI Shubin Jin Xin(College of Chemical Engineering Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China)Abstract: 2, 5-dimethyl-4-hydroxy-3(2H)-franone is an very important perfume, and theethyl 2-(2-ethoxy-2-oxoethoxy)-propionate is an important intermediate in the synthetic of furanoneThe benzene derivative is used for solvent and the sodium and ethyl lactate is used for raw materialto make the intermediate in the thesis. The effects of addition order reaction temperature reaction time,ratio of raw material and solvent on the yield were studied, the optimum condition was found:reaction timeeThyl中国煤化工 he solvent wastoluene and the total yield was 58.6%.CNMHGyl 2-(2 -ethoxy -2-oxoethoxy)-propionate; ethyl laintermediate