2-香豆冉酮的製備方法

2023-09-12 08:24:05 2

專利名稱：2-香豆冉酮的製備方法
技術領域：
本發明的目的在於2—香豆冉酮，也稱之為3H—2—苯並呋喃酮的製備方法。
2—香豆冉酮是一種已知的產品，在文獻中作過充分地描述(參看Beil.17，309；I，159；II，331)。這種化合物是鄰羥基苯乙酸內酯，它用作有機合成的原料，用於合成得到用於農業或具有生理作用的各種產品。因此，人們一直在尋求使用不太貴的商品能快速便宜地製備這種化合物的方法。然而，申請人驚奇地發現一種用二羥乙酸和環己酮快速製備2—香豆冉酮的方法。
本發明的目的在於一種製備2—香豆冉酮的方法，其特徵在於在脫氫催化劑存在下，二羥乙酸與環己酮以蒸汽相進行反應。
關於術語「脫氫催化劑」，人們是指在Advanced OrganicChemistry，Jerry March，第三版，P1052—1054，J.Willey，Imterscience，New—York，1985以及Houten—weyl，Phenole，Tome2，P701—716，Georg Thieme—stuttgart，1976，中所列舉的用於六節環芳構化的已知催化劑。優選地，脫氫催化劑選自鈀和鉑。
在使用本發明的優選條件下，上述方法可按以下方式實施—在高於或等於150℃溫度下，—使用由0—100％氮氣，N2，和100—0％氫氣，H2，混合物構成的載氣。
—將二羥乙酸與環己酮溶於一種溶劑或一種溶劑混合物中，其沸點低於150℃，優選地，將它們溶於乙酸或水—乙酸混合物中。
—二羥乙酸與環己酮的使用量為約化學計算量，或環己酮稍過量。
—使用沉積在隋性固體載體上的以鉑或鈀為基的催化劑，其載體如α—氧化鋁、γ—氧化鋁、二氧化矽、碳化矽、炭，它們的比表面大於每克1米2，優選地大於每克50米2，濃度高於或等於0.5％(重量)。
在更優選的條件下，使用上述方法是讓含有等分子量環己酮與二羥乙酸水溶液的乙酸溶液蒸發出來的氣體混合物，在由不同比例的氮氣和氫氣構成的載氣中，於高於200℃的溫度下，通過由沉積在炭上的金屬鈀構成的催化床。
根據本發明的一種方案，上述方法可按兩步實施第一步，按照已知的方法讓二羥乙酸與環己酮反應，得到一種含不同比例(2—氧—亞環己基)乙酸的混合物，它具有不同的立體異構體構型和/或是不同的γ內酯形式，然後，在第二步製備2—香豆冉酮，讓第一步製得的蒸汽態粗反應混合物通過與前面使用的同樣脫氫催化劑。
本發明的另一個目的是一種製備2—香豆冉酮的方法，其特徵在於讓按照本身已知的方法由二羥乙酸與環己酮進行縮合得到的反應粗產物，以蒸汽態通過與前面定義相同的脫氫催化劑。
在使用本發明該方案的優選條件下，上述方法按以下方式實施
—讓二羥乙酸與環己酮進行縮合—在高於50℃溫度下，—在由0—100％水與100—0％乙酸構成的混合物中製成溶液，—反應物使用量為化學計算量，濃度為10—50％(重量)—二羥乙酸與環己酮縮合的粗反應混合物於高於或等於150℃溫度下進行蒸發，然後用由100—0％氮氣和0—100％氫氣混合物的構成的載氣將上述混合物通過其催化劑。
—該催化劑是以沉積在惰性固體載體上的鉑或鈀為基的，其載體如α—氧化鋁、γ—氧化鋁、二氧化鋁、碳化矽、炭，其比表面在每克1米2以上，優選在每克50米2以上，鉑或鈀的濃度高於或等於0.5％。
由本身已知的方法以氣體混合物中分離2—香豆冉酮。優選地，將其氣體混合物冷卻到室溫，然後蒸餾分離已生成的2—香豆冉酮，將未轉化的原始產物以及該溶劑或溶劑混合物循環。
在(2—氧亞環己基)乙酸脫氫生成2—香豆冉酮的反應中，在某些操作條件下，人們觀察到，該反應副產物2—環己酮乙酸與2—環己醇乙酸生成量不能忽略不計。
這些產物還可採用其他合成的方法製備Melvin S.N等人，J.Am.Chem.SOC.P233.2月，1945，Monclona等人，Chem.Ber，96，826(1963)W2—環己酮乙酸與2—環己醇乙酸，若讓它們經過上述脫氫方法處理，則同樣生成2—香豆冉酮。
因此，本發明的另一個目的是一種製備2—香豆冉酮的方法，該特徵在於讓2—環己酮乙酸或2—環己醇乙酸以蒸汽相通過脫氫催化劑。
這種性質是特別有意義的，因為它能夠回收(a—氧亞環己基)乙酸轉化成2—香豆冉酮的反應副產物，以便在該同一方法中將其縮環作為原始反應物。
為得到不同立體異構和/或內酯形態的(2—氧亞環己基)乙酸，以及所得到的不同產物二羥乙酸與環己酮的縮合作用，在下述文獻中作過具體描述DE—A—1955375與K.W.Ros enmund等人，Arch.Pharm，287，441，(1954)；A.Mondon等人，Chem.Ber，96，826，(1963)；A.W Noltes等人，Rec.Trav.Chim，80，1334(1961)；Y.Artuzov等人，zhur.Oeschei Khim，32，3676(1962)；M.N.Kolosov等人，Zhur，Ohcher Khim.32，2983(19620；F.Bonadies等人，Ga33.Chim，Ital，113，421(1983)。
下述實施例說明本發明而不是對其加以限制。
實施例1將含有下述化合物的溶液加熱回流24小時—736克(7.5摩爾)環己酮，—694克80％(重量)在水中的二羥乙酸，即7.5摩爾100％二羥乙酸。
—3520克純乙酸，然後將得到的溶液減壓濃縮，直至得到重量為3520克，在這個步驟，這種溶液稱之為S1，它含有—3.2％未轉化的環己酮，—9％(2—氧亞環己基)乙酸，反式異構體，稱之為1，M.N.Kolosov等人描述過，—17％(2.2—二羥基亞環己基)乙酸內酯，稱之為2，具體地，YuWang等人，化學學報26(2)，84(1960)和28(6)351(1962)描述過。
—1.3％(2—羥基—2—亞環己烯基)乙酸內酯，稱之為3，YuWang等人描述過，—69.5％乙酸。
這些都是用高效液相色譜(CLHP)與酸量滴定測定的。
實施例2在密封的反應器於加壓在130℃加熱含有下述化合物的溶液達90分鐘—245克(2.5摩爾)環己酮—296克50％(重量)市售二羥乙酸水溶液，即2摩爾二羥乙酸，—228克純乙酸，然後將反應介質冷卻到室溫。這樣得到一種溶液，稱之為S2，以重量計含有—9％環己酮—15％1—19％2—57％乙酸—水混合物實施例3—9在溫度保持在200℃的蒸發器中，以蒸發量為6ml/小時蒸發溶液S1，並且由氮氣流以流量為200N1/小時(1N1＝22.4升)將上述蒸汽送到溫度保持在250℃的反應器中。
該反應器是圓柱體，內徑為26mm，長200mm，豎式，下端用烘結玻璃封住，有效體積為80ml，圓柱內裝有直徑2mm玻璃珠，其裝填方式如下15ml玻璃珠，然後M克用20ml玻璃珠稀釋的催化劑Ca，最後40ml玻璃珠。催化劑Ca質量相應於恆定的活性金屬質量0.05克。在反應器出口，通過將熱氣體通入浸在液氮中的收集器使它冷凝。將收集器中冷凝的產物合併，再用高效液相色譜分析。將兩小時後得到的結果按照催化劑列於表A中，其中TTG表示「總轉化率」，SC表示對於2—香豆冉酮的反應選擇性。
∑m表示質量之和m表示一種產物的質量實施例10如實施例3—9那樣進行，但使用S2作起始產品，以流量為12ml/小時注入，以總量250mg，在a氧化鋁上沉積2.5％鈀作催化劑(催化劑G)。將反應物在乙腈中收集將近1小時。
表A
實驗室製備的催化劑A是按下述方法得到的100克粒狀(長＝3mm，直徑0.8mm)炭NORIT ROX0.8在接近0℃用825ml次氯酸鈉水溶液(測定出4.8％活性氯)處理，然後相繼用1.25N鹽酸和水洗滌固體，再於100℃減壓乾燥。在600ml 1N氨水中，加入前面製得的38克己氧化的炭，之後在攪拌下往這種懸浮液中加入5克鈀的四胺氯化物，這種氯化物溶於40ml水中。攪拌16小時後，分離固體，用水洗滌，於惰性氣氛中在100℃乾燥，再在氬氣流下逐漸加熱到200℃，最後從20℃至300℃(1℃/分)用氫氣流(250ml/分)處理，再在300℃處理3小時，而後在氫氣下冷卻到20℃。最後，用含1％氧的氮氣(50ml/分)處理2小時，這樣得到的催化劑含2.5％(重量)鈀。
實驗室製備的催化劑G是按下述方法得到的在燒杯中，9.527克α氧化鋁，其比表面積為10米2/克，由Degussa公司以載體名N°272銷售的，用四氯鈀酸鈉酸性溶液浸漬，即用0.7013克四氯鈀酸鈉溶於1ml36％鹽酸的溶液浸漬，其中加入淹沒氧化鋁顆粒所必需的水量。
混合物可用流動的空氣於溫度50℃下乾燥過液，然後在100℃真空下乾燥8小時。
製得的催化劑用流量為15升/小時的擴散氫氣流還原，而催化劑溫度以1℃/分速度從室溫升到200℃。
在氫氣流下讓其催化劑回復到室溫。然後將催化劑置於氬氣下。
實施例11—12在與實施例3—9相同的設備中，使用5克沉積在炭上的1％鈀催化劑B開始製備溶液S2，其催化劑編號為E152XH/D，由DEGUSSA公司銷售。其蒸發溫度為200℃，溶液S2的流量為6ml/小時，載氣流量為200N1/小時。其他的操作條件與得到的結果匯於表B表B
實施例13在228克純乙酸中，溶解245克(2.5摩爾)環己酮和296克(2摩爾)250％(重量)二羥乙酸市售水溶液，這樣得到一種溶液，稱之為S3。
在與實施例3—12使用的相同設備中，使用5克沉積在炭上1％鈀催化劑B開始進行溶液S3的反應，其催化劑編號E152XH/D，由DEGUSSA公司銷售。
蒸發器的溫度保持在200℃。反應器的溫度保持在300℃，載氣是氮氣與氫氣的混合物(96/4)，其流量是300N1/小時。溶液S3的流量是6ml/小時。
在運行2小時後，達到TTG為14％，SC為20％。
實施例14 2—環己酮乙酸的證明在實施例3—13管式反應器中，0.05克催化劑B，以流量6ml/小時和在流量為200N1/小時氫氣下加入溶液S2，蒸發器的溫度是220℃，反應器的溫度是250℃。
在運行20小時後，用乙腈收集反應器出口氣溶膠達1小時。
採用HPLC和CPG分析測定終點時每種產物的產率(以摩爾計)
實施例15 2—環己酮乙酸脫氫製備在乙酸中40％(重量)2—環己酮乙酸溶液。在一個管式反應器中，其中裝有在氧化鋁上沉積0.5％70mg鈀金屬(Escat16型Engelhardt催化劑)，以流量為10ml/小時，在200N1/小時氮氣流下加入上述的乙酸溶液。
蒸發器的溫度是220℃，反應器的溫度是250℃。
權利要求
1. 2—香豆冉酮的製備方法，其特徵在於在脫氫催化劑存在下，二羥乙酸與環己酮以蒸汽相進行反應。
2. 2—香豆冉酮的製備方法，其特徵在於由二羥乙酸與環己酮按照本身已知的方法進行縮合所得到的反應粗產物，以蒸汽態通過脫氫催化劑。
3. 2—香豆冉酮的製備方法，其特徵在於2—環己酮乙酸和/或2—環己醇乙酸溶液，以蒸汽態通過脫氫催化劑。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於它包括按照權利要求3的方法循環反應副產物、2—環己醇乙酸和2—環己酮乙酸的步驟。
5.根據權利要求1—4之任一權利要求所述的方法，其特徵在於使用一種由100—0％氮氣和0—100％氫氣的混合物組成的載氣，以便將反應混合物通過脫氫催化劑。
6.根據權利要求1—5之任一權利要求所述的方法，其特徵在於在溫度高於或等於150℃下操作。
7.根據權利要求1—6之任一權利要求所述的方法，其特徵在於脫氫催化劑選自鈀和鉑。
8.根據權利要求1—7之任一權利要求所述的方法，其特徵在於脫氫催化劑沉積在比表面在每克1米2以上的惰性固體載體上。
9.根據權利要求1—8之任一權利要求所述的方法，其特徵在於脫氫催化劑沉積在比表面在每克50米2以上的惰性固體載體上。
10.根據權利要求1—9之任一權利要求所述的方法，其特徵在於二羥乙酸與環己酮溶於乙酸或水—乙酸混合物中。
全文摘要
2-香豆冉酮的製備方法，其中二羥乙酸與環己酮在脫氫催化劑存在下以氣相進行反應。
文檔編號C07B61/00GK1120540SQ95107010
公開日1996年4月17日 申請日期1995年6月21日 優先權日1994年6月22日
發明者J·C·瓦爾喬斯, A·皮拉德, Y·查裡斯蒂德, P·加裡佐特 申請人:法國赫徹斯特公司