劉國兵:a-甲基-縮二乙醇酸二乙酯的合成甲基-縮二乙醇酸二乙酯的合成劉國兵(青島科技大學化工學院,山東青島266042)摘要:采用重氮乙酸乙酯(EDA)與乳酸乙酯在無水硫酸銅催化下進行0-H插入反應合成a-甲基-縮二乙醇酸二乙酯。討論了反應時間,催化劑用,反應溫度和物料比例對插入反應收率的影響在優(yōu)化反應條件下產(chǎn)率為588%。產(chǎn)品純度大于98%關鍵詞:a-甲基一縮二乙醇酸二乙酯;卡賓;OH插人反應;無水硫酸銅中圖分類號:TQ225.24+2文獻標識碼:A文章編號:1008-021X(2010)01-0005-03Synthesis of Ethyl 2-(2-Ethoxy -2-oxoethoxy )-propionateLIU Guo-bingCollege of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China)Abstract: Ethyl diazoacetate(EDh)undergoes a facile anhydrous cupric sulfate carbenoid mediated OH insertion reaction with ethyl lactate to afford the title compound. The effects of reaction time,catalyst, reaction temperature as well as the ratio of ethyl lactate and EDA on the insertion yielddiscussed. Under optimized reaction conditions the title compound was obtained to be a 58. 8% yield. Thepurity of product was over 98%Key words: ethyl 2-(2-ethoxy -2-oxoethoxy )-propionate; carbene; O-H insertion reaction;anhydrous cupric sulfate2,5-二甲基-4-羥基-3(2H)一呋喃鈉鹽在四氫呋喃溶劑中與溴乙酸乙酯反應制得,收酮簡稱呋喃酮,是非常重要的香料品種,目前國際率為82%。但上述兩種方法的不足之處是:采用市場價格為2000元/kg。20世紀70年代瑞士芬的溴乙酸乙酯不僅價格高、不易得,而且對人特別是美意( Firmenich)公司首先用化學方法合成了呋喃對人的眼睛刺激性特別大,不易于工業(yè)化生產(chǎn)和操配此后呋喃酮的合成技術長期被國外的香料公司作,反應所用的溶劑不僅價格高,而且還不能重復利所控制,國內(nèi)在該香料品種的合成研究上一直沒有用,另外NaH作為原料不適合工業(yè)化生產(chǎn)。第三種大的進展,直到90年代末才實現(xiàn)技術上的突破并在方法是采用氯乙酸乙酯代替溴乙酸乙酯,在甲苯或大連金菊香料廠實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。化學方法合成呋喃酮二甲苯中與乳酸乙酯鈉進行反應得目標產(chǎn)物,原料有多條途徑5,目前國內(nèi)所采用的途徑是由乳酸價格低廉易得適合工業(yè)化生產(chǎn),但收率偏低,一般乙酯出發(fā)在強堿條件下與a-鹵代乙酸乙酯進行在50%9,而且在這個反應中首先需要采用金屬鈉親核取代反應,生成α-甲基-縮二乙醉酸二乙酯,在無水體系中生成強堿性的乳酸乙酯鈉,這對于反然后該化合物與草酸二乙酯縮合閉環(huán),再經(jīng)皂化酸應過程的安全性要求很高,在實際生產(chǎn)中存在安全化和甲基化得目標產(chǎn)物。。其中α-甲基-縮二乙隱患。醇酸二乙酯是合成香料呋喃酮的關鍵中間體,合成本文設計采用重氮乙酸乙酯(EDA)與乳酸乙該化合物具體有三種方法,其一是用金屬鈉和乳酸酯在無水硫酸銅催化下進行O-H插入反應合成a乙酯制得的乳酸乙酯鈉鹽在乙醚溶劑中與溴乙酸乙甲酯反應制得收率為60%;其二是日本專利公開卡賓中國煤化工前,過渡金屬催化留于理論研究階的方法即用NaH和乳酸乙酯反應制得的乳酸乙酯段0CNMH(的尚未見有文獻收稿日期:2009-10-08作者簡介:劉國兵(1983一)男,青島科技大學碩士研究生,主要從事精細有機合成。SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2010年第39卷報道。在四囗瓶中加入乳酸乙酯加入硫酸銅,升溫到實驗部分預定溫度,然后在5h內(nèi)滴加EDA的二氯乙烷溶液,1.1試劑與儀器滴加完畢后繼續(xù)反應10min。反應在氮氣保護下進乳酸乙酯,天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心化行。蒸餾除去溶劑和過量的試劑,殘余物在減壓下學純;對甘氨酸乙酯鹽酸鹽,臨局縣醫(yī)藥器材有限公被蒸餾得α-甲基-縮二乙醇酸二乙酯。插入反應司,工業(yè)品;其余試劑均為分析純試劑。產(chǎn)率通過CC分析測定。CCI22型氣相色譜儀,上海精密科學儀器有限2結果與討論公司; Varian Satum2000RGC/MS氣質(zhì)聯(lián)用儀美2.1催化劑用量對插入反應收率的影響國 Varian公司; Varian Unity plus500M超導核磁共催化劑的用量對插入反應收率的影響如表1所振波譜儀, Varian China ltd; AVATAR360FT-IR示。紅外光譜儀,美國 Nicolet公司。表1催化劑用量對插入反應收率的影響1.2原理Table 1 Efect of the amount of catalyst on insertion yieldYb/%5:l5:lCusOEtO37.51.3實驗方法3.0將配好的甘氨酸乙酯鹽酸鹽溶液加人帶有機械#第∥飛劑相對EDA的質(zhì)量分數(shù)以下同;b收率基于EDA1.3.1重氮乙酸乙酯(EDA)的合成表1可以看出,插入反應的收率受催化劑用量攪拌溫度計和滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)隨后邊攪拌的影響較大。當催化劑的質(zhì)量分數(shù)1%到15%時,邊加入二氯乙烷,冰鹽浴冷卻,再加入冷的亞硝酸鈉產(chǎn)品的收率變化不大,繼續(xù)增大催化劑的用量,產(chǎn)品于燒瓶中。滴加5%的硫酸,約3min加完,當反應不再放熱時停止反應。用分液漏斗快速分離黃綠色收率顯著降低說明隨著催化劑用量的增加副產(chǎn)物的EDA的二氯乙烷溶液到冷的5%的碳酸鈉溶液增多,導致收率降低。催化劑最佳用量在1.5%左中,水層再次用二氯乙烷萃取,合并萃取液,中和至右。水層和油層pH值>7。然后將萃取液轉(zhuǎn)移至干燥2.2乳酸乙酯和EDA的物質(zhì)的量比對插入反應收的分液漏斗中,無水氯化鈣干燥,過濾,得EDA的率的影響氯乙烷溶液,含量約11%-12%,產(chǎn)率約91%乳酸乙酯和EDA的物質(zhì)的量比對插入反應收92%。率的影響如表2所示。1.3.2重氮乙酸乙酯(EDA)的分析方法表2乳酸乙酯和EDA的物質(zhì)的量比對EDA在常溫遇酸分解放出氮氣,根據(jù)放出氮氣插入反應收率的影響Table 2 Effect of molar ratio ethyl lactate的體積計算EDA的含量。具體操作如下:先配制and EDA on insertion vield4mol/L硫酸水溶液,冷卻后加入等體積的95%乙醇混合后再用二氯乙烷飽和制成反應液。量取70n( Ethyl lacta):n(EDA)"(cn)第T℃vhY/~80g上述反應液于氣體測量裝置的反應瓶中,檢2:180439.8查氣密性記下氣體量管的初始體積,大氣壓力,室3:1580443.4溫。用注射器吸取0.2 lEDA樣品,分析天平稱重然后將EDA注入反應液中,立刻有氮氣生成,當000氣體量管內(nèi)的液面不再降低后,記下最終體積。根據(jù)公式n=PV/RT可計算出EDA的百分含量1.3.3卡賓0-H插入反應的一般過程Laln中國煤化工CNMHG女率受乳酸乙酯和EDA的彩啊。隨著乳酸乙酯和第1期劉國兵:a-甲基-縮二乙醇酸二乙酯的合成EDA物質(zhì)的量比的增加,產(chǎn)品的收率也逐漸增加。3結論當比例達到5:1時,收率達到最大,繼續(xù)增大乳酸乙無水硫酸銅被用于催化EDA和乳酸乙酯的0酯的用量會導致原料的浪費,最佳的乳酸乙酯和-H插入反應制備香料呋喃酮前體化合物a-甲EDA物質(zhì)的量比為5:1。基-縮二乙醇酸二乙酯。當乳酸乙酯和EDA的物2.3反應溫度對插入反應收率的影響質(zhì)的量比是5:1,催化劑用量為1.5%,反應在反應溫度對插入反應收率的影響如表3所示。60℃進行5h,收率58.8%,產(chǎn)品純度大于98%。表3反應溫度對插入反應收率的影響參考文獻Table 3 Efect of reaction temperature on insertion yield[1] Hermeling D, Becker R, Dobler w. 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