2-乙酰基呋喃的合成研究

凌广轩 梁建国 相聪 吴浪 王佳柳（河北亚诺化工股份有限公司，河北 石家庄 052165）

1 绪论

2—乙酰基呋喃，又名2一呋喃基甲基酮，是一种无色或者淡黄色的晶体。2一乙酰基呋喃是一种重要的医药中间体和食用香料。因其广泛的生物化学作用，已经引起人们的很大兴趣。

1.1 合成路线

1.1.1 呋喃和乙酸酐为原料的合成路线

呋喃具有大∏键分子结构(与吡咯、噻吩类似)，具有芳香族的特性，较苯活泼，容易发生生傅一克酰基化反应，一般采用比较缓和的路易斯酸作为催化剂。

1.1.1.1 以三氟化硼为催化剂的合成方法[1-2]

三氟化硼与乙醚或甲醇形成的络合物作为催化剂，收率为48-92%。

1.1.1.2 以对甲基苯磺酸一水合物为催化剂的合成方法[4-5]

最佳投料比为呋喃：乙酸酐：对甲基苯磺酸一水合物=1：1.3：0.1(mol比)，产率85%。

1.1.1.3 以无水氯化锌为催化剂的合成方法[6-7]

催化剂用量很关键，当无水氯化锌与乙酸酐的摩尔比0.01-0.03时，产率最高64%。

1.1.2 经由乙酰氯和对甲基苯磺酸生成混酐酰基化制取2-乙酰基呋喃[9]

乙酰氯是很强的酰化剂，和呋喃直接作用有大量副反应发生，而使用混酐时产率可以达97.5%。但是乙酰氯毒性大，腐蚀性强，易挥发。并且有有害气体HC1产生。

1.1.3 以2-呋喃甲酰氯和四甲基锡为原料的合成路线[10]

该路线原料不易得，成本高。虽然产率可以达到91%，不具备工业生产价值。

2 2-乙酰基呋喃的合成

经过对比，最终选用适合工业化的对甲基苯磺酸一水合物为催化剂的路线研究。

2.1 仪器

乙酰呋喃的含量用戴安U-3000 液相色谱、岛津GC-2014C 气相色谱和平面液相色谱测定。

2.2 原理

本反应的机理是：由乙酸酐和对甲基苯磺酸生成的混酐，它作为亲电试剂进攻呋喃环生成产品。

2.3 实验操作

在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的500ml四口圆底烧瓶内加入100g 呋喃(l，463mol)和120g 乙酸酐（1.159mol），冰水浴使温度降至0-5℃后，0.5hr 内滴加75g 乙酸酐(0.754mol)和28g对甲基苯磺酸一水合物(0.I46moI)组成的溶液，撤去冰水浴，由于反应放热，温度可达90℃，并于90℃下反应半小时后，再自然反应2.5hr，然后向其中加入108g 无水乙醇(2.344mol)，于30℃下反应1 小时，反应结束后，用25%的碳酸钠溶液中和至中性，并用100ml 乙酸乙酯萃取，有机相依次用100ml水和100m12%的食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，常压蒸馏除去乙酸乙酯，粗品进一步减压蒸馏收集bp.72-75℃/19mmHg馏分即为产品。

2.3.1 实验数据见表1

2.3.2 试验分析讨论：

2.3.2.1 催化剂的影响

①从1可以看出，催化剂的量很小时，副反应最少，但相应的产晶的收率较低。例9、例10和其它例子相比较可以看出，催化剂的量过大，会明显增加副反应的发生，降低了产晶的收率。最佳投料比为呋喃：乙酸酐：催化剂(摩尔比)1：1.3：0.05。

②例3 中加入的无水催化剂对甲基苯磺酸，未发现明显影响。

2.3.2.2 反应时间的影响

反应时间会对副反应产生微弱的影响，反应时间的增长，使副反应有所增加，产率降低。

2.3.2.3 反应温度的影晌

反应本身的放热可使反应液的温度最高达110℃，产品收率较高，但强行加热到此温度，则生成树脂状聚合物，如需加热时，控制在90℃左右比较合适。需要进一步探索高温下滴加乙酸酐和催化剂的混合物来控制温度。

2.3.2.4 操作方式的影响

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

总之，影响本试验收率的主要原因是副反应，所以优化原料配比和加料方式是本试验的关键。

3 结语

使用对甲基苯磺酸-一水合物为催化剂，乙酸酐为酰化剂进行研究，研究了原料配比、操作方式、反应时间、反应温度对产率的影响，得出了较佳条件：投料比为呋喃：乙酸酐：催化剂(摩尔比)1：1.3：0.05，反应温度110℃，反应时间7hr，最佳条件下产率可以达到72%。

[1]J.A.C.S.，71，(1949)，1207-09.

[2]US2，515，123（1950年）.

[3]US2，460，822（1949年）.

[4]JP特开昭61-053275（1986年）.

[5]Heterocycles(1976)，4(5)，1021-4.

[6]化学试剂，(2001)，23(6)，370-371.

[7]J.A.C.S.，(1947)，69，1012-13.

[8]EP1138681（2001）.

[9]J.Org.Chem.，36，(4)，1971.