(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇的制备及其应用

基本描述

(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇的CAS号是14774-37-9，分子式是C6H12O2，分子量为116.16。沸点是105°C，密度是1.000±0.06g/cm3(Predicted)，闪点是61°(142°F)，折射率是1.4600，酸度系数(pKa)是14.85±0.10(Predicted)。(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇微溶于水。

图1 (四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇的结构式。

合成

图2 (四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇的合成路线[1-2]。

方法一：向250毫升LiAlH4（2.3M THF溶液，0.575摩尔）THF（200毫升）溶液中滴加130毫升（0.974摩尔）四氢吡喃-4-羧酸甲酯THF（900毫升）溶液（注意：高放热反应）。使用冰浴将温度保持在40-45°C。完全添加后，在室温下搅拌反应1.5小时。在冰浴中冷却反应，并加入水（22毫升）、15%NaOH水溶液（21毫升）和水（66毫升）进行猝灭。通过Celite®过滤除去生成的沉淀物，并用THF（300 mL）冲洗。滤液在减压下浓缩得到(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇。收率：91%；102.5g无色油状物。1H NMR（400MHz，氯仿-d）δppm为1.20-1.39（2h，m），1.56-1.83（3h，m），2.03（1H，br.s.），3.29-3.52（4h，m）和3.89-4.05（2h，m）。

方法二：向250ml Schlenk烧瓶中加入LiAlH4（1.5当量，37.5mmol，1.42g），并用氩气冲洗3次。在0℃下加入THF（15ml）并搅拌5分钟。通过套管在10分钟内滴加酯（25mmol，3.6g）。当TLC分析显示醇完全形成时，将悬浮液再搅拌20分钟。用冰水浴冷却反应混合物，同时滴加10ml 10%氢氧化钾水溶液。在室温下搅拌混合物过夜，然后通过硅藻土垫过滤除去白色沉淀。溶液进一步用乙醚萃取，合并的有机层用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥，减压浓缩。将粗产物进行柱色谱（Hex/EtOAc＝5/1）以得到相应的(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇。黄色油（1.83克，63%）。1H NMR（500 MHz，CDCl3）δppm为1.14-1.35（m，2h），1.60（d，J=13.45 Hz，2h）、1.63-1.74（m，1H）、2.58（br.s.，1H）、3.25-3.46（m，4h）和3.93（dd，J=11.11，4.09 Hz，2h）。13C NMR（126MHz，CDCl3）δppm分别为29.5、37.6、67.5和67.7。

图3 (四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇的合成路线[3]。

在0℃下将LiAlH4（1M THF溶液）（100.0ml，mmol）添加到四氢吡喃-4-羧酸乙酯（25.0g，173.6mmol）为THF（500.0ml）的溶液中。将反应混合物加热至室温并在回流下搅拌5小时。将反应混合物冷却至室温，然后加入5.0ml水、5.0mL 5N NaOH和20.0mL水，沉淀的盐通过硅藻土垫过滤并用1:1 Et2O:MeOH洗涤。滤液在减压下浓缩，得到标题产物(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇。

图4 (四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇的合成路线[4]。

四氢吡喃-4,4-二羧酸二乙酯（1）在冰浴下，向三颈烧瓶中加入600mL EtOH，然后加入23g（1mmol）Na。Na几乎溶解后，在室温下向溶液中依次滴加160ml丙二酸二乙酯（1mol）和1-氯-2-（2-氯乙氧基）乙烷（118ml，1.2mol），并再搅拌半小时。然后将混合物加热回流1h并冷却至室温，然后将另一部分NaOEt（25g Na溶于600mL EtOH）溶液（1.2mol）倒入混合物中并回流过夜。第二天，蒸发溶剂。将残留物溶于水中，并用EtOAc萃取产物三次。有机层用盐水洗涤，在Na2SO4上干燥并蒸发，得到粗产物，然后将粗产物溶于干THF（15OmL）中，并滴加BF3-Et2O（7.OmL，50mmmol，1.0当量）。将混合物加热至回流。同时在此温度下滴加1M/L BH3THF（55mL，55mmol，1.1当量）。添加完成后，将混合物回流过夜。第二天加入3M/L NaOH溶液D 97OmL。4.0eq.）同时将混合物冷却至室温并再加热至回流1.5h。随后，除去溶剂并用EtOAc萃取产物三次。有机层用盐水洗涤，干燥并蒸发，得到粗产物，通过柱色谱法纯化（PE/EA＝6∶1-2∶1），得到纯的所需产物(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇。

应用

(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料[5-6]。主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一[7]。(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧[8]。此外，(四氢-2H-吡喃-4-基)甲醇和氨反应还可以制造一甲胺。

参考文献

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