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如何合成2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃? 1

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本文将探讨合成2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃的不同方法和路线,以期为该药物的工业生产提供可行的合成方案。


背景:2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃(2,5-Dimethoxy-2,5-dihydrofuranDHF)是有机合成反应中非常有用的C4合成砌块,是合成抗胆碱药物阿托品硫酸盐、山莨菪碱氢溴酸盐的中间体,用盐酸水解生成2-羟基-1,4-丁二醛;加氢再水解可得丁二醛。

目前,合成2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃的常见方法主要有两种,分别是化学合成法和电解法。化学合成法是通过呋喃与单质溴发生卤代反应实现,但这种方法需要在低温下进行,反应设备需耐腐蚀,溴的消耗量较大,且产生大量三废,生产成本高,对环境污染严重,现已基本不再采用。而电解法是以呋喃间接氧化实现,以甲醇为电解液,卤化物为支持电解质在阳极上直接生成产物,是目前合成2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃的主要方法。虽然电解法减少了溴的消耗及三废排放,但是电解质浪费、电解液后处理复杂、电导率较小导致传统电化学反应器生产效率较低,需要开发特殊的反应器等缺点。


具体合成:

1. 方法一:目前的化学合成法,以呋喃和溴单质在低温下反应,反应过程中生产的副产物HBr用碱中和,得到产物;该方法使用的液溴有极烈的毒害性和腐蚀性,产生大量三废,严重污染环境,很难大规模生产。有研究以甲醇、呋喃为原料,在加入催化剂的条件下,氯气代替溴单质,加入甲醇钠作为碱来中和反应产生的酸,保持反应温度在?25~50℃;催化剂为溴化钠、溴化锌、溴化钾中的一种或多种。该方法通过加入催化剂,采用通氯的方法,并以甲醇钠甲醇溶液作为缚酸剂,大大降低了生产成本,提高了市场竞争力;副产物仅为氯化钠,容易处理,符合环保要求。具体步骤如下:

1)投料:将甲醇钠、呋喃、甲醇和催化剂混合,催化剂为溴化钠、溴化锌、溴化钾中的一种或多种;甲醇钠在甲醇溶液中的质量分数为25-35%,作为缚酸剂使用;


2)通入氯气;


3)控制反应温度在0~5℃


4)反应完毕停止通入氯气,继续搅拌,除去残余的氯气和酸;


5)固液分离,用甲醇冲洗滤饼;


6)步骤(5)得到的滤液用常压蒸馏脱除大部分溶剂,冷却抽滤,甲醇冲洗;


7)减压精馏,获得产物2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃。


2. 方法二:以生物质呋喃、甲醇为原料,在可见光照射下,于室温、常压的空气气氛中,通过光催化剂作用合成2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃。该方法操作简单,极大降低了生产成本,避免了环境污染,是一种具有工业开发价值、高效环保的合成方法。具体操作:

将生物质呋喃、甲醇按摩尔比为1:4加入到装有搅拌子的三口圆底烧瓶,加入呋喃质量0.3wt%的Ru(bpy) 3Cl2 钌光催化剂,置于可见光下在室温、常压下于空气气氛中反应,反应进程采用薄层色谱板监测,待反应结束后过滤除去催化剂,滤液经减压蒸馏分离出2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃,得率82%。


参考文献:

[1] 孙宝国,钟香驹,梁梦兰. 2-甲基-2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃合成研究[J]. 精细化工,1991, (5):24-25.

[2] 冯喆,潘萌,杨楚耀,. 2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃甲醇电化制备及NMR分析监控[J]. 上海建材学院学报,1990, (1):72-78.

[3] 浙江医药股份有限公司新昌制药厂. 一种制备2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃的方法:CN201610774331.X[P]. 2021-04-30.

[4] 西南林业大学. 一种光催化生物质呋喃制备2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃的方法:CN201911239487.8[P]. 2020-02-04.

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