專利名稱:2-香豆冉酮的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明的目的在于2—香豆冉酮,也稱之為3H—2—苯并呋喃酮的制備方法。
2—香豆冉酮是一種已知的產(chǎn)品,在文獻(xiàn)中作過(guò)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(nèi)酯,它用作有機(jī)合成的原料,用于合成得到用于農(nóng)業(yè)或具有生理作用的各種產(chǎn)品。因此,人們一直在尋求使用不太貴的商品能快速便宜地制備這種化合物的方法。然而,申請(qǐng)人驚奇地發(fā)現(xiàn)一種用二羥乙酸和環(huán)己酮快速制備2—香豆冉酮的方法。
本發(fā)明的目的在于一種制備2—香豆冉酮的方法,其特征在于在脫氫催化劑存在下,二羥乙酸與環(huán)己酮以蒸汽相進(jìn)行反應(yīng)。
關(guān)于術(shù)語(yǔ)“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,中所列舉的用于六節(jié)環(huán)芳構(gòu)化的已知催化劑。優(yōu)選地,脫氫催化劑選自鈀和鉑。
在使用本發(fā)明的優(yōu)選條件下,上述方法可按以下方式實(shí)施—在高于或等于150℃溫度下,—使用由0—100%氮?dú)猓琋2,和100—0%氫氣,H2,混合物構(gòu)成的載氣。
—將二羥乙酸與環(huán)己酮溶于一種溶劑或一種溶劑混合物中,其沸點(diǎn)低于150℃,優(yōu)選地,將它們?nèi)苡谝宜峄蛩宜峄旌衔镏小?br>
—二羥乙酸與環(huán)己酮的使用量為約化學(xué)計(jì)算量,或環(huán)己酮稍過(guò)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、二氧化硅、碳化硅、炭,它們的比表面大于每克1米2,優(yōu)選地大于每克50米2,濃度高于或等于0.5%(重量)。
在更優(yōu)選的條件下,使用上述方法是讓含有等分子量環(huán)己酮與二羥乙酸水溶液的乙酸溶液蒸發(fā)出來(lái)的氣體混合物,在由不同比例的氮?dú)夂蜌錃鈽?gòu)成的載氣中,于高于200℃的溫度下,通過(guò)由沉積在炭上的金屬鈀構(gòu)成的催化床。
根據(jù)本發(fā)明的一種方案,上述方法可按兩步實(shí)施第一步,按照已知的方法讓二羥乙酸與環(huán)己酮反應(yīng),得到一種含不同比例(2—氧—亞環(huán)己基)乙酸的混合物,它具有不同的立體異構(gòu)體構(gòu)型和/或是不同的γ內(nèi)酯形式,然后,在第二步制備2—香豆冉酮,讓第一步制得的蒸汽態(tài)粗反應(yīng)混合物通過(guò)與前面使用的同樣脫氫催化劑。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是一種制備2—香豆冉酮的方法,其特征在于讓按照本身已知的方法由二羥乙酸與環(huán)己酮進(jìn)行縮合得到的反應(yīng)粗產(chǎn)物,以蒸汽態(tài)通過(guò)與前面定義相同的脫氫催化劑。
在使用本發(fā)明該方案的優(yōu)選條件下,上述方法按以下方式實(shí)施
—讓二羥乙酸與環(huán)己酮進(jìn)行縮合—在高于50℃溫度下,—在由0—100%水與100—0%乙酸構(gòu)成的混合物中制成溶液,—反應(yīng)物使用量為化學(xué)計(jì)算量,濃度為10—50%(重量)—二羥乙酸與環(huán)己酮縮合的粗反應(yīng)混合物于高于或等于150℃溫度下進(jìn)行蒸發(fā),然后用由100—0%氮?dú)夂?—100%氫氣混合物的構(gòu)成的載氣將上述混合物通過(guò)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、碳化硅、炭,其比表面在每克1米2以上,優(yōu)選在每克50米2以上,鉑或鈀的濃度高于或等于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(yōu)選地,將其氣體混合物冷卻到室溫,然后蒸餾分離已生成的2—香豆冉酮,將未轉(zhuǎn)化的原始產(chǎn)物以及該溶劑或溶劑混合物循環(huán)。
在(2—氧亞環(huán)己基)乙酸脫氫生成2—香豆冉酮的反應(yīng)中,在某些操作條件下,人們觀察到,該反應(yīng)副產(chǎn)物2—環(huán)己酮乙酸與2—環(huán)己醇乙酸生成量不能忽略不計(jì)。
這些產(chǎn)物還可采用其他合成的方法制備Melvin S.N等人,J.Am.Chem.SOC.P233.2月,1945,Monclona等人,Chem.Ber,96,826(1963)W2—環(huán)己酮乙酸與2—環(huán)己醇乙酸,若讓它們經(jīng)過(guò)上述脫氫方法處理,則同樣生成2—香豆冉酮。
因此,本發(fā)明的另一個(gè)目的是一種制備2—香豆冉酮的方法,該特征在于讓2—環(huán)己酮乙酸或2—環(huán)己醇乙酸以蒸汽相通過(guò)脫氫催化劑。
這種性質(zhì)是特別有意義的,因?yàn)樗軌蚧厥?a—氧亞環(huán)己基)乙酸轉(zhuǎn)化成2—香豆冉酮的反應(yīng)副產(chǎn)物,以便在該同一方法中將其縮環(huán)作為原始反應(yīng)物。
為得到不同立體異構(gòu)和/或內(nèi)酯形態(tài)的(2—氧亞環(huán)己基)乙酸,以及所得到的不同產(chǎn)物二羥乙酸與環(huán)己酮的縮合作用,在下述文獻(xiàn)中作過(guò)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(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)其加以限制。
實(shí)施例1將含有下述化合物的溶液加熱回流24小時(shí)—736克(7.5摩爾)環(huán)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,然后將得到的溶液減壓濃縮,直至得到重量為3520克,在這個(gè)步驟,這種溶液稱之為S1,它含有—3.2%未轉(zhuǎn)化的環(huán)己酮,—9%(2—氧亞環(huán)己基)乙酸,反式異構(gòu)體,稱之為1,M.N.Kolosov等人描述過(guò),—17%(2.2—二羥基亞環(huán)己基)乙酸內(nèi)酯,稱之為2,具體地,YuWang等人,化學(xué)學(xué)報(bào)26(2),84(1960)和28(6)351(1962)描述過(guò)。
—1.3%(2—羥基—2—亞環(huán)己烯基)乙酸內(nèi)酯,稱之為3,YuWang等人描述過(guò),—69.5%乙酸。
這些都是用高效液相色譜(CLHP)與酸量滴定測(cè)定的。
實(shí)施例2在密封的反應(yīng)器于加壓在130℃加熱含有下述化合物的溶液達(dá)90分鐘—245克(2.5摩爾)環(huán)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,然后將反應(yīng)介質(zhì)冷卻到室溫。這樣得到一種溶液,稱之為S2,以重量計(jì)含有—9%環(huán)己酮—15%1—19%2—57%乙酸—水混合物實(shí)施例3—9在溫度保持在200℃的蒸發(fā)器中,以蒸發(fā)量為6ml/小時(shí)蒸發(fā)溶液S1,并且由氮?dú)饬饕粤髁繛?00N1/小時(shí)(1N1=22.4升)將上述蒸汽送到溫度保持在250℃的反應(yīng)器中。
該反應(yīng)器是圓柱體,內(nèi)徑為26mm,長(zhǎng)200mm,豎式,下端用烘結(jié)玻璃封住,有效體積為80ml,圓柱內(nèi)裝有直徑2mm玻璃珠,其裝填方式如下15ml玻璃珠,然后M克用20ml玻璃珠稀釋的催化劑Ca,最后40ml玻璃珠。催化劑Ca質(zhì)量相應(yīng)于恒定的活性金屬質(zhì)量0.05克。在反應(yīng)器出口,通過(guò)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(chǎn)物合并,再用高效液相色譜分析。將兩小時(shí)后得到的結(jié)果按照催化劑列于表A中,其中TTG表示“總轉(zhuǎn)化率”,SC表示對(duì)于2—香豆冉酮的反應(yīng)選擇性。
∑m表示質(zhì)量之和m表示一種產(chǎn)物的質(zhì)量實(shí)施例10如實(shí)施例3—9那樣進(jìn)行,但使用S2作起始產(chǎn)品,以流量為12ml/小時(shí)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(yīng)物在乙腈中收集將近1小時(shí)。
表A
實(shí)驗(yàn)室制備的催化劑A是按下述方法得到的100克粒狀(長(zhǎng)=3mm,直徑0.8mm)炭NORIT ROX0.8在接近0℃用825ml次氯酸鈉水溶液(測(cè)定出4.8%活性氯)處理,然后相繼用1.25N鹽酸和水洗滌固體,再于100℃減壓干燥。在600ml 1N氨水中,加入前面制得的38克己氧化的炭,之后在攪拌下往這種懸浮液中加入5克鈀的四胺氯化物,這種氯化物溶于40ml水中。攪拌16小時(shí)后,分離固體,用水洗滌,于惰性氣氛中在100℃干燥,再在氬氣流下逐漸加熱到200℃,最后從20℃至300℃(1℃/分)用氫氣流(250ml/分)處理,再在300℃處理3小時(shí),而后在氫氣下冷卻到20℃。最后,用含1%氧的氮?dú)?50ml/分)處理2小時(shí),這樣得到的催化劑含2.5%(重量)鈀。
實(shí)驗(yàn)室制備的催化劑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克四氯鈀酸鈉溶于1ml36%鹽酸的溶液浸漬,其中加入淹沒(méi)氧化鋁顆粒所必需的水量。
混合物可用流動(dòng)的空氣于溫度50℃下干燥過(guò)液,然后在100℃真空下干燥8小時(shí)。
制得的催化劑用流量為15升/小時(shí)的擴(kuò)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(fù)到室溫。然后將催化劑置于氬氣下。
實(shí)施例11—12在與實(shí)施例3—9相同的設(shè)備中,使用5克沉積在炭上的1%鈀催化劑B開(kāi)始制備溶液S2,其催化劑編號(hào)為E152XH/D,由DEGUSSA公司銷售。其蒸發(fā)溫度為200℃,溶液S2的流量為6ml/小時(shí),載氣流量為200N1/小時(shí)。其他的操作條件與得到的結(jié)果匯于表B表B
實(shí)施例13在228克純乙酸中,溶解245克(2.5摩爾)環(huán)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(shí)施例3—12使用的相同設(shè)備中,使用5克沉積在炭上1%鈀催化劑B開(kāi)始進(jìn)行溶液S3的反應(yīng),其催化劑編號(hào)E152XH/D,由DEGUSSA公司銷售。
蒸發(fā)器的溫度保持在200℃。反應(yīng)器的溫度保持在300℃,載氣是氮?dú)馀c氫氣的混合物(96/4),其流量是300N1/小時(shí)。溶液S3的流量是6ml/小時(shí)。
在運(yùn)行2小時(shí)后,達(dá)到TTG為14%,SC為20%。
實(shí)施例14 2—環(huán)己酮乙酸的證明在實(shí)施例3—13管式反應(yīng)器中,0.05克催化劑B,以流量6ml/小時(shí)和在流量為200N1/小時(shí)氫氣下加入溶液S2,蒸發(fā)器的溫度是220℃,反應(yīng)器的溫度是250℃。
在運(yùn)行20小時(shí)后,用乙腈收集反應(yīng)器出口氣溶膠達(dá)1小時(shí)。
采用HPLC和CPG分析測(cè)定終點(diǎn)時(shí)每種產(chǎn)物的產(chǎn)率(以摩爾計(jì))
<p>實(shí)施例15 2—環(huán)己酮乙酸脫氫制備在乙酸中40%(重量)2—環(huán)己酮乙酸溶液。在一個(gè)管式反應(yīng)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(shí),在200N1/小時(shí)氮?dú)饬飨录尤肷鲜龅囊宜崛芤骸?br>
蒸發(fā)器的溫度是220℃,反應(yīng)器的溫度是250℃。
權(quán)利要求
1. 2—香豆冉酮的制備方法,其特征在于在脫氫催化劑存在下,二羥乙酸與環(huán)己酮以蒸汽相進(jìn)行反應(yīng)。
2. 2—香豆冉酮的制備方法,其特征在于由二羥乙酸與環(huán)己酮按照本身已知的方法進(jìn)行縮合所得到的反應(yīng)粗產(chǎn)物,以蒸汽態(tài)通過(guò)脫氫催化劑。
3. 2—香豆冉酮的制備方法,其特征在于2—環(huán)己酮乙酸和/或2—環(huán)己醇乙酸溶液,以蒸汽態(tài)通過(guò)脫氫催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于它包括按照權(quán)利要求3的方法循環(huán)反應(yīng)副產(chǎn)物、2—環(huán)己醇乙酸和2—環(huán)己酮乙酸的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1—4之任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于使用一種由100—0%氮?dú)夂?—100%氫氣的混合物組成的載氣,以便將反應(yīng)混合物通過(guò)脫氫催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1—5之任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于在溫度高于或等于150℃下操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1—6之任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于脫氫催化劑選自鈀和鉑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1—7之任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于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(jù)權(quán)利要求1—8之任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于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(jù)權(quán)利要求1—9之任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于二羥乙酸與環(huán)己酮溶于乙酸或水—乙酸混合物中。
全文摘要
2-香豆冉酮的制備方法,其中二羥乙酸與環(huán)己酮在脫氫催化劑存在下以氣相進(jìn)行反應(yīng)。
文檔編號(hào)C07B61/00GK1120540SQ95107010
公開(kāi)日1996年4月17日 申請(qǐng)日期1995年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月22日
發(fā)明者J·C·瓦爾喬斯, A·皮拉德, Y·查里斯蒂德, P·加里佐特 申請(qǐng)人:法國(guó)赫徹斯特公司