專利名稱：：利用環化脫水作用制備3-羥基四氫呋喃的方法
技術領域：
：本發明一股涉及一種利用環化IfcK作用制備3-羥基四氫呋喃的方法，更具體地，涉及一種使1,2,4-丁三醇在以磺酸基作為交換基團的強酸樹脂催化劑的存在下，進行環化脫水制備3-羥基四氫呋喃的方法。
背景技術：
：通常，3-羥基四氫呋喃可用作制備醫藥和農業化學品的化學中間體。由1,2,4-丁三醇制備3-羥基四氫呋喃的常規技術如下。VishnuK.Tandon在J.Org.Chem.(1983年，第48巻，第2767-2769頁)中公開了一種制^(S)-3-l逮四氫呋喃和(R"-羥基四氫呋喃的方法，是以(5)-1,2,4-丁三醇和(R)-l,2，4-丁三醇為原料，在催化劑對甲苯磺酸的存在下進行環化脫7K，產品的收率僅僅是87%。美國專利4，539,415公開了一種在漂白土催化齊啲存在下艦環化脫水作用以高收率制備外消旋3-羥基四氫呋喃的方法。盡管這種方法適于制備外消旋3-羥基四氫呋P南，其在可能發生外消旋的150^20(TC的高溫下4頓催化劑進行脫7K作用，但是在應用該方法制備光學純的3-羥基四氫呋喃的過程中受到限制。因此，本發明的目的在于不僅要提供一種以高收率通過丁三醇的環化脫水制備外消旋3-羥基四氫呋喃的方法，還要提供一種Sii環化脫水作用保持丁三醇的光學純度來制備具有高光學純度的3-羥基四氫呋喃的方法
發明內容技術問題為了得出本發明，發明人廣泛而深Ai也研究了3-羥基四氫呋喃的制備，旨在避免在相關技術中遇到的問題，結果發現了一種在以磺酸基作為交換基團的強酸離子交換樹脂催化劑的存在下，以高收率制備3-羥基四氫呋喃，同時保持1，2，4-丁三醇的光學純度的方法。因此，本發明的目的是提供一種由1,2,4-丁三醇制備3-羥基四氫呋喃的方法，與{頓常規方法相比，該方法能提高收率并^親反應物的光學紐度。技術方案為了達到戰目標，本發明J^共了一種利用環化脫水作用制備3-羥基四氫呋喃的方法，包括以外消旋^學純的1,2,4-丁三醇為反應物進行環化脫水，反應條件是在強酸離子交換樹脂催化劑的存在下，使用間歇式或連續式固定床反應器，反應溫度為3(M80。C，反應壓力為5000psig或更低，從而以高收率獲得了與反應物相當的夕卜消旋或光學純的3-羥基四氫呋喃。有益效果根據本發明，使l,2,4-丁三醇在預定的反應剝牛下發生脫水環化作用，艮P，使用以磺酸基作為交換基團的強酸性陽離子交換樹脂催化抓從而經濟地制備與反應物相當的光學純的3-羥基四氫呋喃，與使用常規制備方法相比獲得了更最佳方式以下給出本發明的詳細說明。本發明提供一種禾傭預定的催化劑使1,2,4-丁三醇轉化為3-羥基四氫呋喃的制備方法，收率高且保持光學純度。根據本發明，外消旋或光學純的1,2,4-丁三醇發生脫水環化作用，以強酸離子交換樹脂為催化劑，禾擁間歇式或連續式固定床反應器進行，獲得與反應物相當的外消旋或光學純的3-羥基四氫呋喃。環化脫水過程如下反應1所示反應l如反應1所示，環化脅JC過程中所用的催化劑是一種以磺酸(-S03H)作為交換基團的強酸陽離子交換樹脂，優選苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物，其中含有磺酸基作為交換基團。在本發明中，當脫水環化作用在以磺酸基作為交換基團的強酸離子交換樹脂催化齊啲存在下實施時，該反應可以間歇式進行或連續進行。具體地，{雄禾傭連續固定床反應器的連續反艦程以得到更好的產率。同樣地，脫水環化作用在3018(TC的反應鵬下進行，f爐5(M5(TC。當反應纟，低于3(rC時，表現出低的反應活性。另一方面，當反應，超過18(TC時，難以維持反應的選擇性和保證與反應物相當的光學純度。此外，雖然對反應壓力沒有限制，但其在5000psig或更低的范圍內，伏選1500psig或更低的范圍，以適應商業生產過程的需要。當環化脫水反應利用固定床反應體系進行時，質量時空速度(WHSV)是0.130h-'，雌a220h'。當麗SV低于O.lh"時，產率下降。另一方面，當WHSV超過30h"時，反應活性降低。此外，可向固定床反應器中加入空氣或惰性氣體以增加反應活性。在這種情況下，所用的氣體量沒有限制，但是^^使用不與反應物或產物發生反應的氣體。另外，在環化月tK過程中，除了反應物1，2，4-丁三醇外，還可以加入、凝U。本發明所用的溶齊殿有特別的限制，只要易于從產物中除去即可。例如，非極性有機溶劑，如苯、甲苯、二甲苯、環己烷、己烷或氯仿，或者極性溶劑，包括醚，如二甘醇二甲醚、四氫呋喃或二噁烷，以及醇，如乙醇、丙醇或聚乙二醇。這些歸忡雌極性溶劑，包括醚，如二甘醇二甲醚、四氫呋喃或二噁烷，以及醇，如乙醇、丙醇或聚乙二醇。此外，可以4OT烴類化合物的混合物。具體實施例方式通過以下對比實施例和實施例可以更好地理解本發明，但這些對比實施例和實施例僅作為對本發明的說明，而不限制本發明。對比實施例1將304g外消旋l，2,4-丁三醇，304g聚乙二醇(平均^T量為400g/mol，下文中以'TEG-400"表示)和41.6g對-甲苯磺働n入到裝有蒸餾裝置的間歇式反應器中，然后攪拌。當反應壓力降至10torr或更低，且反應器的溫度緩優升至120°C時，反艦行12小時。在反艦程中，禾,反應器上部的蒸餾體蒸餾并分離四氫呋喃，所得的四氫呋喃收率為85mol%，純度為98%或更高。對比實施例2~3光學純度99.9。/。的(S)-丁三醇按照與對比實施例1類似的方法反應以制備(S)-3-四氫呋喃。反應M^對試驗的影響結果如下表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在較高的反應^JS割牛下，光學純度降低。實施例1等量使用二噁嶽口含有磺酸基的強酸離子交換樹脂(大孔樹脂(Amberlyst)15，rf"形式)替代對比實施例1中的PEG400和沐甲苯磺酸催化劑。然后，利用間歇式反應器進行反應，在大氣壓和10(TC的剝牛下反應20小時。反應收率為96mol%。實施例2~3將5g實施例1中所用的催化劑裝入到由316不f辯R制成的全自動連續式固定床反應器中，反應器的內敏驢調整到IOCTC后，以2.0h"的WHSV將含有10wt。/。的(S)-l,2,4-丁三斷光學純度為99.9%)的二噁烷溶液加入到反應器內進行反應。制敘S)-3-四氫呋喃的結果如下表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例4將5g實施例1中所用的催化齊imA到由316不辦,」成的全自動連續式固定床反應器中，反應器的內部溫度調整到IO(TC后，以2.0h—1的WHSV將含有10wt。/。的(R)-l，2,4-丁三斷光學純度為99.0%)的二噁烷溶液加入到反應器內進行反應。制備(R)-3-四氫呋喃的結果如下表3所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例5~6將5g實施例1中所用的催化劑裝入到由316不f辯ra制成的全自動連續式固定床反應器中，反應器的內咅臨度調整到9(TC后，以2.0h'1的WHSV將含有10wt。/。的(S)-l,2,4-丁三斷光學純度為99.9%)的二噁烷溶液加入到反應器內進行反應。在這些反應割牛下，觀察fflAN2與否對反應活性的影響。制執S)-3-四氫呋卩南的結果如下表4戶標。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>雖然已經說明了本發明1M的實施方式，但本領域技術人員應當理解的是，在不背離所附權利要求書所公開的本發明的精神和范圍的前提下，可以進行各種修飾、增加和替換。權利要求1、一種利用環化脫水作用制備3-羥基四氫呋喃的方法，該方法包括在強酸離子交換樹脂催化劑存在下，在反應溫度為30～180℃、反應壓力為5000psig或更低的反應條件下，使用間歇式或連續式固定床反應器對作為反應物的外消旋或光學純的1，2，4-丁三醇進行環化脫水，以高收率制得與所述反應物相當的外消旋或光學純的3-羥基四氫呋喃。2、如權利要求1的方法，其特征在于，戶腐催化劑是以磺酸對-S03H)作為交換基團的強酸陽離子交換樹脂。3、如權利要求2的方法，其特征在于，所述強酸陽離子交換樹脂是以磺酸基作為交換基團的苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物。4、如權利要求l的方法，其特征在于，反應驗是5(M5(TC。5、如權利要求l的方法，其特征在于，反應壓力是1500psig^低。6、如權利要求1的方法，其特征在于，在利用連續式固定床反應器進行環化脫水時，質量時空速度是0.1~3011-1。7、如權利要求6的方法，其特征在于，所述質量時空速度是0.220h—1。全文摘要公開了一種利用環化脫水作用制備3-羥基四氫呋喃的方法。更具體地，本發明涉及一種制備3-羥基四氫呋喃的方法，包括使1，2，4-丁三醇在以磺酸基作為交換基團的強酸陽離子交換樹脂催化劑的存在下，于30～180℃的反應溫度，5000psig或更低的反應壓力的反應條件下進行環化脫水。根據本發明的方法，可以經濟地制得3-羥基四氫呋喃，并且比常規制備方法具有更高的收率和產率。文檔編號C07D307/20GK101356166SQ200680050523公開日2009年1月28日申請日期2006年1月10日優先權日2006年1月10日發明者李相日,郭柄聲,金泰潤,金鎮雄,高基豪申請人:Sk株式會社