3-炔基-2-丁酮的制备

背景及概述

3-炔基-2-丁酮是一种重要的医药中间体,由乙炔经三步格式反应制得,格式反应要求绝对无水、无氧,反应件苛刻,操作难度大,对设备要求高,大批量生产存在困难。具现有文献记载方法,在反应中采用四氢呋喃作为格式反应溶剂,以乙酰氯、丁基锂为原料制备3-炔基-2-丁酮,产品收率可达 72%；采用乙基镁溴、三甲基硅乙炔为原料,四氢呋喃为溶剂合成3-炔基-2-丁酮,产品收率可达69%[1]。

图1 3-炔基-2-丁酮的制备反应式

目前,溶剂在回收上存在困难,四氢呋喃的回收提纯,因其主要杂质是水和空气中氧生成的氧化物,简单的精馏无法达到分离的目的,提纯有较大难度。直接从工业废四氢呋喃中可收提取纯度高的四氢呋喃比较困难。而该反应中四氢呋喃溶剂的用量大,溶剂价格占成本的 70%,溶剂无法回收再利用,成本高,若直接废弃,既造成较大经济损失,又污染了环境。

制备

在带有加热、搅拌、温度计、回流冷凝管和氮气保护装置的 2L 四口烧瓶中加入镁粉100g(4.17mol),2-甲基四氢呋喃100mL,加热到回流,滴加几滴1-氯丁烷与 2-甲基四氢呋喃的混合液,加入少量碘单质,引发。引发成功后,撒下水浴,滴加 450g(4.86mol)1-氯烷与 2.5L 2-甲基四氢呋喃的混合物滴加完毕后,回流反应 3h,完后冷却到室识。

保持温度20~30℃.向上述反应液中滴加乙炔350g,滴加完毕后控制在该温度范围继续搅拌3h。在10L的反应釜中加入900g乙酸酐和1.7L的2-甲基四氢呋喃,冷却到-5℃,控温-5~2℃,滴加上述反应液滴加完毕后,保持温度反应 5h。

反应完毕后缓慢滴加 2.2L水萃取,保持温度0~10℃,滴加完毕后,加热回流1.5h。静置分层,有机层用10%碳酸钠溶液中和,然后水洗至中性,无水硫酸钠干燥4h以上。在真空度为165mmHg,釜温30~55℃,用约30块塔板的精馏柱精馏,收集蒸馏出的2-甲基几氢呋喃处理后再利用。

剩余釜底液在直空度 25mmlg以下,釜温60~100℃,用高约30块塔板的精馏柱精馏控制口流比为23.收集50℃以下馏分。当定温升至50℃以上后,开始取样监测,当单个杂质达到 1%以下时,调整回流比至1∶3,收集 60℃左右馏分,得到产品492g,气相鱼谱分析纯度 99.9%。相对3-炔基-2-丁酮的摩尔收率为 80.5%。

参考文献

[1] Tetrahedron Letters, , vol. 37, # 6 p. 853 - 856